Des chercheurs du Wake Forest Baptist Medical Center ont modifié des polymères conducteurs d'électricité, couramment utilisé dans les applications d'énergie solaire, développer des nanoparticules polymères (PN) révolutionnaires pour une application médicale. Lorsque les nanoparticules sont exposées à la lumière infrarouge, ils génèrent de la chaleur qui peut être utilisée pour tuer les cellules cancéreuses colorectales.

L'étude a été dirigée par le professeur adjoint de chirurgie plastique et reconstructive, Nicole H. Lévi-Polyachenko, Doctorat., et réalisé en collaboration avec des collègues du Center for Nanotechnology and Molecular Materials de Wake Forest University. Cette étude a été récemment publiée en ligne, avant l'impression, dans la revue, Biosciences macromoléculaires .

Levi-Polyachenko et son équipe ont découvert une nouvelle formulation qui confère aux polymères deux capacités importantes pour les applications médicales :les polymères peuvent être transformés en nanoparticules qui se dispersent facilement dans l'eau et génèrent beaucoup de chaleur lorsqu'elles sont exposées à la lumière infrarouge.

Les résultats de cette étude ont montré que lorsque les cellules cancéreuses colorectales incubées avec les NP étaient exposées à cinq minutes de lumière infrarouge, le traitement a tué jusqu'à 95 pour cent des cellules. "Les résultats de cette étude démontrent comment de nouvelles avancées médicales sont développées à partir de la recherche en science des matériaux, " a déclaré Lévi-Polyachenko.

L'équipe a fabriqué des nanoparticules de polymère et a montré qu'elles pouvaient subir des cycles répétés de chauffage et de refroidissement sans affecter leur capacité de chauffage. Cela offre des avantages par rapport aux nanoparticules métalliques, qui peut fondre lors des traitements photothermiques, entraînant une perte d'efficacité de chauffage. Cela permet également des traitements ultérieurs pour cibler les cellules résistantes à la destruction induite par la chaleur.

Un défi avec d'autres polymères électriquement conducteurs qui ont été récemment explorés pour la thérapie photothermique est que ces autres polymères absorbent dans une large gamme de lumière infrarouge. Christopher M. MacNeill, Doctorat., chercheur post-doctorant à Wake Forest et premier auteur de l'article, a noté que, « nous avons spécifiquement utilisé des polymères conducteurs d'électricité conçus pour absorber une région très étroite de la lumière infrarouge, et ont également développé de petits, 50-65 nm, nanoparticules de polymère afin d'optimiser à la fois le transport biologique et le transfert de chaleur." Par exemple, 50 nm est environ 2000 fois plus petit qu'un cheveu humain.

En outre, les nouveaux PN sont organiques et n'ont montré aucun signe de toxicité, atténuer les inquiétudes concernant l'effet des nanoparticules qui peuvent potentiellement persister dans le corps.

"Il y a beaucoup plus de recherches à faire pour que ces nouvelles nanoparticules puissent être utilisées en toute sécurité chez les patients, " Levi-Polyachenko a mis en garde, "mais le domaine des polymères conducteurs d'électricité est large et offre de nombreuses opportunités de développement sûr, nanoparticules organiques pour générer de la chaleur localement dans un tissu. Nous sommes très enthousiastes quant aux futures applications médicales utilisant ces nouvelles nanoparticules, y compris une approche alternative pour le traitement du cancer colorectal."