Une équipe de recherche de l'Institut national des sciences des matériaux a mis au point un nouveau maillage de nanofibres capable de réaliser simultanément la thermothérapie (hyperthermie) et la chimiothérapie (traitement avec des médicaments anticancéreux) des tumeurs. En utilisant ce maillage de nanofibres, l'équipe a réussi à induire efficacement la mort naturelle (apoptose) des cellules épithéliales cancéreuses.

Le carcinome épidermoïde (CSC) est une tumeur maligne épithéliale, et se trouve dans de nombreux tissus. Par exemple, On pense que le CSC est responsable de plus de 90 % des cancers de l'œsophage, plus de 80% des cancers du col de l'utérus, et plus de 30% des cancers du poumon. Bien que la chirurgie, radiothérapie, et la chimiothérapie sont désormais trois méthodes thérapeutiques principales selon les stades des cancers, en plus de ces méthodes, la thermothérapie a également attiré beaucoup d'attention ces dernières années. En effet, il est possible d'induire l'extinction des cellules cancéreuses par la chaleur, car les cellules cancéreuses sont relativement sensibles à la chaleur par rapport aux cellules normales. Il a également été constaté que la thermothérapie améliore l'effet des médicaments anticancéreux lorsqu'ils sont utilisés en conjonction avec la chimiothérapie. Cependant, lors de l'application effective de la thermothérapie et de l'administration de médicaments anticancéreux, les deux thérapies indépendantes doivent être appliquées séparément, et jusqu'à maintenant, un contrôle précis pour réaliser le traitement au même moment et au même endroit avait été difficile.

Dans cette recherche, l'équipe dirigée par le Dr Ebara a surmonté ce problème et a réussi à développer une méthode pour effectuer simultanément la thermothérapie et la chimiothérapie des tumeurs épithéliales malignes. L'équipe a développé un matériau maillé qui est appliqué directement sur la partie affectée, et est un matériau hybride qui combine un polymère sensible à la température, nanoparticules magnétiques, et les médicaments anticancéreux. Bien que des techniques de thermothérapie magnétique qui administrent des nanoparticules magnétiques directement dans le corps aient été développées auparavant, la difficulté de manipuler les nanoparticules et les préoccupations concernant la sécurité des nanoparticules magnétiques elles-mêmes sont les problèmes. Le maillage en nanofibre développé est facile à manipuler et peut également être utilisé en chirurgie endoscopique, etc. De plus, parce que les particules magnétiques contenues dans les fibres existent de manière stable, la diffusion dans le corps est minimisée. Pour cette raison, la méthode développée est considérée comme offrant une plus grande sécurité par rapport aux méthodes dans lesquelles les particules magnétiques sont administrées directement.

Comme le maillage de nanofibres contient des nanoparticules magnétiques, qui sont une substance auto-échauffante, il est possible de chauffer les fibres en appliquant un champ magnétique alternatif. Par ailleurs, le polymère sensible à la température se contracte en réponse à la chaleur générée par les nanoparticules magnétiques, permettant la libération des médicaments anticancéreux contenus dans le maillage de nanofibres. Lorsque l'activité anticancéreuse de cette fibre a été étudiée à l'aide d'une souche de cellules de mélanome humain, il a été constaté que le contrôle ON-OFF de l'induction de l'apoptose des cellules cancéreuses était possible en appliquant un champ magnétique alternatif. Au 21ème siècle, un contrôle spatio-temporel du traitement des maladies est nécessaire. C'est-à-dire, il devrait être possible d'administrer des médicaments, etc. à un moment et à un endroit arbitraires. Parce que le maillage de nanofibres nouvellement développé permet un contrôle ON-OFF simultané du chauffage de la partie affectée et de la libération du médicament, simplement en appliquant un stimulus externe, il est considéré comme une avancée majeure dans le développement de matériaux thérapeutiques de nouvelle génération pour la médecine du 21e siècle.

Cette réalisation de recherche avait été annoncée dans le bulletin en ligne de la revue scientifique Matériaux fonctionnels avancés le 14 juin, 2013.