(Phys.org) - L'enthousiasme suscité par le potentiel de nanoparticules ciblées (NP) pouvant être contrôlées par des stimuli à l'extérieur du corps pour le traitement du cancer s'est accru au cours des dernières années. Plus précisement, il y a eu une attention considérable autour de la lumière proche infrarouge (NIR) comme méthode idéale pour stimuler les nanoparticules de l'extérieur du corps. Le NIR est peu absorbé par la peau et les tissus, a la capacité de pénétrer les tissus profonds de manière non invasive et l'énergie de la lumière NIR peut être convertie en chaleur par des nanomatériaux d'or pour une ablation thermique efficace des tissus malades.
Dans une nouvelle recherche du Brigham and Women's Hospital (BWH), les chercheurs décrivent la conception et l'efficacité d'un système unique en son genre, auto-assemblé, multifonctionnel, Nanotiges d'or sensibles au NIR qui peuvent administrer un médicament de chimiothérapie spécifiquement ciblé sur les cellules cancéreuses et libérer sélectivement le médicament en réponse à un faisceau de lumière externe tout en créant de la chaleur pour une efficacité anti-tumorale synergique à médiation thermo-chimio. L'étude est publiée électroniquement dans Angewandte Chemie Édition Internationale .
"La conception de cette nanotige en or et de son auto-assemblage a été inspirée par la nature et la capacité des brins complémentaires d'ADN à s'hybrider par eux-mêmes sans leur imposer de processus chimiques compliqués, " a expliqué Omid Farokhzad, MARYLAND, anesthésiste et Directeur du Laboratoire de Nanomédecine et Biomatériaux à BWH, et auteur principal de cette étude. "Chaque brin d'ADN fonctionnalisé individuellement, et les composants auto-assemblés en tant que système, jouent un rôle distinct mais intégrateur résultant en une thermo-chimiothérapie ciblée et déclenchée synergique capable d'éradiquer les tumeurs dans nos modèles précliniques."
Un brin d'ADN est attaché à la nanotige d'or et le brin complémentaire est attaché à une couche furtive et à une molécule d'autoguidage qui maintient le système sous le radar du système immunitaire tout en le ciblant directement sur les cellules cancéreuses. Lorsque les brins d'ADN se rejoignent, la nanotige d'or ciblée est formée et l'ADN double brin sert d'échafaudage pour lier le médicament de chimiothérapie, doxorubicine, qui peut être libéré en réponse à la lumière NIR qui entraîne simultanément la génération de chaleur par les nanotiges d'or.
« Cette nouvelle plateforme est composée de trois composants fonctionnels distincts et chacun joue un rôle en contribuant au triple punch de la thermothérapie déclenchée, libération contrôlée de doxorubicine, et le ciblage des cellules cancéreuses, " a expliqué Zeyu Xiao, Doctorat, chercheur postdoctoral à BWH et auteur principal de cette étude.
Pour démontrer la robustesse de ce système de nanotiges, Farokhzad et ses collègues ont utilisé un modèle préclinique pour évaluer l'efficacité anti-tumorale in vivo dans deux modèles tumoraux différents et quatre groupes différents avec des régimes médicamenteux différents, chaque groupe variant en poids et en taille tumorale. Les chercheurs ont administré une injection du roman, nanoparticule auto-assemblée puis 10 minutes post-injection, les tumeurs ont été irradiées à l'aide de lumière NIR qui a activé la nanoparticule à l'aide de la nanotige d'or et a créé de la chaleur. Les résultats ont montré que cette plate-forme a réussi à administrer de la chaleur et des médicaments anticancéreux et à éradiquer les tumeurs de manière synergique.
"L'ablation thermique est déjà couramment utilisée dans le traitement du cancer, " a déclaré le Dr Farokhzad. " Ce qui est extrêmement excitant à propos de cette plate-forme, c'est que nous sommes capables de cibler sélectivement les cellules cancéreuses, puis de frapper la tumeur deux fois :d'abord avec une libération contrôlée d'un médicament de chimiothérapie et ensuite avec une induction déclenchée de la chaleur de la activation de la nanotige d'or. Et tout cela peut être fait de manière non invasive."
Les chercheurs reconnaissent que des recherches supplémentaires sont nécessaires dans d'autres modèles précliniques avant de tester l'innocuité et l'efficacité de cette plate-forme dans des essais cliniques humains.
