Un physicien de l'Université du Texas à Arlington qui travaille à la création d'une nanoparticule luminescente à utiliser dans la détection des rayonnements liée à la sécurité pourrait être à la place d'une avancée dans la thérapie photodynamique du cancer.

Wei Chen, professeur de physique et codirecteur du Center for Security Advances Via Applied Nanotechnology de l'UT Arlington, testait un complexe cuivre-cystéamine créé dans son laboratoire lorsqu'il a découvert des diminutions inexpliquées de sa luminescence, ou puissance d'émission de lumière, sur une exposition accélérée aux rayons X. En regardant plus loin, il a découvert que les nanoparticules, appelé Cu-Cy, perdaient de l'énergie en émettant de l'oxygène singulet, un sous-produit toxique utilisé pour endommager les cellules cancéreuses en thérapie photodynamique.

Parce que Chen dirige également la recherche sur le cancer financée par le gouvernement fédéral, il savait qu'il avait trouvé quelque chose d'unique. Les tests ont révélé que les nanoparticules de Cu-Cy, combiné à une exposition aux rayons X, considérablement ralenti la croissance tumorale dans les études de laboratoire.

"Cette nouvelle idée est plus simple et meilleure que les méthodes de thérapie photodynamique précédentes. Vous n'avez pas besoin d'autant d'étapes. Ce matériau seul peut faire le travail, " a déclaré Chen. " C'est la chose la plus prometteuse que nous ayons trouvée dans ces études sur le cancer et nous l'examinons depuis longtemps. " Les recherches de Chen sont publiées dans l'édition d'août du Journal de nanotechnologie biomédicale sous le titre "Un nouveau photosensibilisateur à nanoparticules activé par rayons X pour le traitement du cancer". Les co-auteurs sont Lun Ma, un professeur assistant de recherche, et Xiaoju Zou, un attaché de recherche.

L'Université a également déposé une demande de brevet provisoire sur le nouveau complexe.

La thérapie photodynamique, ou PDT, nuit aux cellules cancéreuses lorsqu'un photosensibilisateur introduit dans le tissu tumoral produit de l'oxygène singulet toxique après avoir été exposé à la lumière. Dans certaines études, cette exposition à la lumière se fait grâce à l'utilisation de lasers visibles ou proches infrarouges. D'autres ont rencontré plus de succès en introduisant également des nanoparticules luminescentes dans la tumeur. Les chercheurs activent la nanoparticule luminescente avec de la lumière proche infrarouge ou des rayons X, qui à son tour active le photosensibilisateur.

Les deux méthodes ont des limites pour le traitement des cancers des tissus profonds. Ils sont soit inefficaces, soit la source lumineuse nécessaire pour les activer ne pénètre pas assez profondément. Chen a déclaré que les particules de Cu-Cy inductibles aux rayons X surpassent les photosensibilisateurs actuels car les rayons X peuvent pénétrer profondément dans les tissus. Aussi, Les nanoparticules Cu-Cy n'ont pas besoin d'autres photosensibilisateurs pour être efficaces donc le traitement est plus pratique, efficace et rentable.

"L'engagement du Dr Chen dans son travail en thérapie liée au cancer, ainsi que son travail dans le domaine de la sécurité intérieure, démontre le large éventail d'applications et la grande valeur de la recherche scientifique fondamentale, " a déclaré Carolyn Cason, vice-président de la recherche à l'UT Arlington. "Ces avancées ont le potentiel de changer la façon dont certains cancers sont traités et de rendre la thérapie plus efficace - un avantage qui serait sans limites."

L'équipe de Chen a testé le Cu-Cy sur des cellules cancéreuses du sein et de la prostate humaines en laboratoire et a découvert qu'il s'agissait d'un traitement efficace lorsqu'il était associé à une exposition aux rayons X. Dans un essai, par exemple, une tumeur traitée avec une injection de Cu-Cy et une exposition aux rayons X est restée pratiquement la même taille sur une période de 13 jours tandis qu'une tumeur sans traitement complet a augmenté de trois fois.

Un autre avantage de la nouvelle nanoparticule est sa faible toxicité pour les cellules saines. En outre, La photoluminescence intense et la luminescence aux rayons X de Cu-Cy peuvent être utilisées pour l'imagerie cellulaire, dit le journal.

Les détails de la structure cristalline et des propriétés optiques du nouveau complexe sont publiés dans un prochain article du Journal de la chimie des matériaux . Il est disponible ici. Chen poursuit ses recherches sur la thérapie photodynamique du cancer dans le cadre d'une subvention des programmes de recherche médicale dirigés par le Congrès du ministère de la Défense et avec des collaborations de l'industrie. Il a déclaré que d'autres recherches incluraient la réduction de la taille de la nanoparticule Cu-Cy pour la rendre plus facilement absorbée dans le tissu tumoral.

"Pour le cancer, il n'y a toujours pas de bonne solution pour le moment. Espérons que cette nanoparticule puisse offrir des possibilités, " il a dit.