Un chirurgien spécialisé dans le cancer du sein de l'Indiana University School of Medicine poursuit des recherches qui utiliseront le verre, or, la nanotechnologie et la mythologie grecque dans l'espoir de vaincre le cancer du sein qui s'est métastasé au cerveau.

Susan E. Clare, MARYLAND., Doctorat., professeur agrégé de chirurgie à l'IU School of Medicine, est le chercheur principal initiateur d'un montant de 573 $, 000 Bourse du ministère de la Défense qui lui permettra d'explorer une nouvelle approche pour traiter les métastases cérébrales du cancer du sein primitif.

Comme les Grecs d'autrefois, Le Dr Clare espère livrer secrètement des "guerriers" à la forteresse ennemie, dans ce cas une tumeur cérébrale métastatique. Ses recherches exploreront l'utilisation d'une cellule du système immunitaire du corps pour administrer une chimiothérapie directement aux métastases cérébrales. Le médicament ou autre thérapeutique est attaché aux nanosphères, qui sont transportés dans la cellule immunitaire, autant que des soldats ont été transportés dans le cheval de Troie. Les cellules immunitaires voyagent dans la circulation sanguine et libèrent le médicament lorsqu'il a atteint le site de la tumeur.

Les deux types de cancer du sein qui métastasent le plus souvent au cerveau sont HER2 positif et triple négatif. Il n'existe pas de traitement spécifiquement ciblé pour traiter les tumeurs métastatiques triples négatives, mais le lapatinib est un traitement standard pour le cancer HER2 positif qui s'est propagé à d'autres parties du corps.

"Le problème pour presque toutes les drogues, et les médicaments ciblant HER2 ne font pas exception, est que la barrière hémato-encéphalique est un obstacle important à l'administration de thérapies à des concentrations qui peuvent être efficaces, " a déclaré le Dr Clare. Ce problème biologique a amené le Dr Clare à explorer d'autres méthodes d'administration de médicaments aux tumeurs cérébrales métastatiques.

En utilisant des nanoparticules appelées "nanoshells, " développé par Naomi J. Halas, Doctorat., D.Sc., directeur du Laboratoire de nanophotonique de l'Université Rice, Le Dr Clare espère cibler les tumeurs cérébrales avec du lapatinib à une dose suffisante pour arrêter la voie de signalisation nécessaire à la prolifération des cellules cancéreuses.

Dans un article de juillet dans la revue Cancer Nanotechnologie , Drs. Clare et Halas et leurs collègues ont montré que les cellules immunitaires portant les nanoparticules étaient capables de traverser la barrière hémato-encéphalique et de se loger dans des métastases cérébrales dans un modèle expérimental de souris.

D'abord, un composant des globules blancs appelés macrophages – des cellules polyvalentes qui initient une réponse immunitaire après avoir infiltré des cellules anormales (cancéreuses) – sont collectés. Les nanoparticules sont ingérées par les macrophages, qui sont ensuite libérés dans la circulation sanguine. Le Dr Clare a déclaré que les macrophages sont attirés par les métastases par les chimioattractants, qui sont des produits chimiques produits par la tumeur.

Ces nanoparticules sont en études cliniques de Phase I pour le traitement du cancer de la tête et du cou, cancer avancé de la prostate et cancer du poumon grâce à Nanospectra Biosciences, basé à Houston, Texas. Parce que la barrière hémato-encéphalique était considérée comme un obstacle important à l'accouchement, leur efficacité de traitement pour les métastases cérébrales n'a pas été incluse dans les tests initiaux. La subvention du ministère de la Défense du Dr Clare permettra la recherche dans trois domaines clés.

Le premier objectif est de montrer que les médicaments de chimiothérapie peuvent être attachés aux nanoparticules et libérés à volonté à l'endroit approprié dans le cerveau, dit le Dr Clare. La libération "à volonté" est essentielle dans le processus.

"Le médicament est libéré de la particule en projetant un laser sur la particule, " dit-elle. " La drogue est transportée entre deux morceaux d'ADN qui sont chargés négativement. Lorsqu'il est exposé à la lumière laser, les électrons passent de la nanoparticule à l'ADN, lui permettant de libérer le médicament.

Les macrophages transportent la nanoparticule directement vers les cellules cancéreuses, alors quand le médicament est libéré, c'est exactement là où il doit se trouver pour diffuser vers la tumeur et interrompre l'activité cellulaire des cellules métastatiques.

Aussi simple que cela puisse paraître, ce n'est pas.

La nanoparticule est une boule de silice recouverte d'or, qui s'est avéré non toxique dans de vastes, études scientifiques à long terme. L'épaisseur de la coquille d'or détermine où sur le spectre de la lumière la lumière laser est absorbée. Pour une pénétration maximale des tissus, les nanoparticules devraient absorber la lumière dans le proche infrarouge. Les nanoparticules développées par le Dr Halas font exactement cela.

Cependant, l'os du crâne présente un défi supplémentaire pour fournir une puissance laser suffisante à la nanoparticule. Augmenter la puissance du laser n'est pas la solution car cela brûlera la peau. Il y a beaucoup de variables à l'énigme, mais le Dr Clare a engagé Keith Stantz, Doctorat., professeur adjoint adjoint de radiologie à l'Indiana Institute of Biomedical Imaging Sciences, et Jacqueline A. Johnson, Doctorat., professeur agrégé à l'Institut spatial de l'Université du Tennessee, tous deux experts en lasers nanosecondes et femtosecondes. L'équipe pense avoir une solution au défi de l'alimentation et la testera sur des modèles de souris.

"C'est une grosse pièce du puzzle, " a déclaré le Dr Clare. " L'or est utilisé comme coquille pour la particule en raison de ses propriétés physiques. Calculs précis de l'épaisseur de l'or, la profondeur de pénétration idéale et la puissance du laser étaient des défis qui devaient être résolus avant que l'efficacité du système d'administration du médicament puisse être étudiée."