Une collaboration de recherche entre le Brigham and Women's Hospital (BWH) et le Dana-Farber Cancer Institute (DFCI) a utilisé des technologies de nanomédecine pour développer un système d'administration de médicaments qui peut cibler et attaquer avec précision les cellules cancéreuses dans l'os, ainsi qu'augmenter la résistance et le volume des os pour prévenir la progression du cancer des os.
L'étude est publiée la semaine du 30 juin, 2014 en Actes de l'Académie nationale des sciences .
"L'os est un microenvironnement favorable à la croissance des cellules cancéreuses qui migrent des tumeurs dans des organes distants du corps, comme la poitrine, prostate et sang, au cours de la progression de la maladie, " dit Archana Swami, Doctorat, Laboratoire BWH de Nanomédecine et Biomatériaux, co-auteur principal de l'étude. "Nous avons conçu et testé un système de nanoparticules ciblées sur les os pour cibler sélectivement le microenvironnement osseux et libérer un médicament thérapeutique de manière spatio-temporelle contrôlée, conduisant au remodelage du microenvironnement osseux et à la prévention de la progression de la maladie."
« Il existe des options de traitement limitées pour les cancers des os, " a ajouté Michaela Reagan, Doctorat, Centre DFCI d'oncologie hématologique, co-auteur principal de l'étude. "Nos thérapies ciblées conçues manipulent les cellules tumorales dans l'os et le microenvironnement environnant pour empêcher efficacement le cancer de se propager dans les os avec un minimum d'effets hors cible."
Les scientifiques ont développé des nanoparticules furtives constituées d'une combinaison de polymères biodégradables validés cliniquement et d'alendronate, un agent thérapeutique validé cliniquement, qui appartient à la classe des bisphosphonates. Les bisphosphonates se lient au calcium. La plus grande réserve de calcium dans le corps humain se trouve dans les os, ainsi les bisphosphonates s'accumulent en forte concentration dans les os.
En décorant la surface des nanoparticules avec de l'alendronate, les nanoparticules pourraient abriter le tissu osseux pour délivrer des médicaments encapsulés dans les nanoparticules et tuer les cellules tumorales, ainsi que stimuler la croissance saine du tissu osseux. Par ailleurs, les bisphosphonates sont couramment utilisés au cours du traitement des cancers avec métastases osseuses, et ainsi l'alendronate joue un double rôle dans le cadre de ces nanoparticules ciblées.
Les scientifiques ont testé leurs nanoparticules contenant des médicaments sur des souris atteintes de myélome multiple, un type de cancer des os. Les souris ont d'abord été prétraitées avec des nanoparticules chargées du médicament anticancéreux, bortézomib, avant d'être injecté avec des cellules de myélome. Le traitement a entraîné une croissance plus lente du myélome et une survie prolongée. De plus, les chercheurs ont également observé que le bortézomib, comme régime de pré-traitement, changé la composition des os, augmentant sa force et son volume.
"Ces résultats suggèrent que les thérapies anticancéreuses à nanoparticules ciblées sur les os offrent un nouveau moyen d'administrer une quantité concentrée de médicament de manière contrôlée et spécifique à la cible pour empêcher la progression tumorale dans le myélome multiple, " dit Omid Farokhzad, MARYLAND, directeur du laboratoire BWH de nanomédecine et biomatériaux, co-auteur principal de l'étude. "Cette approche peut s'avérer utile dans le traitement de l'incidence des métastases osseuses, courante chez 60 à 80 % des patients atteints de cancer et pour le traitement des stades précoces du myélome multiple. »
Ajout d'Irene Ghobrial, MARYLAND, Centre DFCI d'oncologie hématologique, co-auteur principal de l'étude :« Cette étude fournit la preuve de concept que le ciblage de la niche de la moelle osseuse peut prévenir ou retarder les métastases osseuses. Ce travail ouvrira la voie au développement d'essais cliniques innovants chez les patients atteints de myélome pour empêcher la progression de stades précurseurs précoces ou chez les patientes atteintes du sein, cancer de la prostate ou du poumon qui présentent un risque élevé de développer des métastases osseuses."
