(Phys.org) —Chaque jour, plus de 20, 000 personnes dans le monde succombent au cancer, selon les statistiques compilées par l'Organisation mondiale de la santé. Des milliers d'autres continuent de souffrir du traitement et de ses effets secondaires.

Étant donné que les médicaments utilisés pour tuer les cellules cancéreuses sont tout aussi toxiques pour les cellules saines voisines, les chercheurs convoitent depuis longtemps une méthode d'administration de médicaments qui cible uniquement les cellules cancéreuses, en contournant les sains.

L'une de ces méthodes utilise l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ou IRMf, pour diriger les nanoparticules magnétiques remplies de médicament directement vers les masses tumorales où elles peuvent décharger leur contenu en toute sécurité. "Même maintenant, l'administration magnétique du médicament est en cours, " dit Dinos Mavroidis, Professeur émérite de génie mécanique et industriel à Northeastern. "C'est une véritable procédure clinique."

Le problème, il a dit, est que contrôler le parcours des nanoparticules est encore plus un art qu'une science. Pour lutter contre ce problème, Mani Ahmadniaroudsari, un étudiant diplômé du laboratoire de Mavroidis, est le fer de lance de la création d'une meilleure approche de l'administration de médicaments guidée par IRM avec le soutien d'une subvention de la National Science Foundation.

Mavroidis et son équipe d'ingénieurs en robotique sont des experts en contrôle. "Dans un sens, cette nanoparticule est comme un système robotique, un nanorobot, " a déclaré Mavroidis. Alors que le robot traditionnel a un moteur incorporé à l'intérieur du système, ici, le moteur de la nanoparticule est le champ magnétique lui-même. Leur espoir est d'utiliser leur compréhension de la robotique pour développer une méthode fiable pour modifier les forces appliquées à la nanoparticule par l'IRM lors de l'administration de médicaments.

Mavroidis et Ahmadniaroudsari collaborent avec des chercheurs de l'Ecole Polytechnique de Montréal au Canada et de l'Université d'Orléans en France pour faire de cette vision une réalité. Les chercheurs internationaux sont des experts du côté expérimental de l'administration de médicaments à base de nanoparticules, ayant effectué des investigations approfondies dans le corps humain.

"Les résultats expérimentaux demandent du temps et de l'argent, et sont également nocifs pour les sujets de test, nous avons donc créé une plateforme de simulation qui modélise réellement le mouvement des particules à l'intérieur du corps, " a expliqué Ahmadniaroudsari, qui a une solide formation en physique, mathématiques, et informatique. Le logiciel de simulation qu'il a développé, appelé Magnasim, intègre les lois physiques de la force magnétique pour guider avec précision des nanoparticules magnétiques imaginaires à travers un environnement simulé de la même manière que l'IRM le fait dans la vie réelle.

Selon Mavroidis, simuler un champ magnétique à travers l'ordinateur est une tâche difficile. Comme il n'était pas nécessaire de le faire auparavant, aucun logiciel n'existe actuellement pour guider magnétiquement des particules théoriques à travers un espace. Avec le programme d'Ahmadniaroudsari, les chercheurs cliniques auraient la possibilité de réaliser plus rapidement l'administration de médicaments guidée par IRM pour le traitement conventionnel du cancer.