Les chercheurs d'A*STAR ont développé une nanoparticule hybride métal-polymère qui s'illumine dans l'environnement acide entourant les cellules tumorales. Les sondes non spécifiques qui peuvent identifier tout type de tumeur sont extrêmement utiles pour surveiller la localisation et la propagation du cancer et les effets du traitement, ainsi que l'aide au diagnostic initial.

Les tumeurs cancéreuses ont généralement des niveaux de pH inférieurs à la normale, qui correspondent à une augmentation de l'acidité à la fois à l'intérieur des cellules et dans le microenvironnement extracellulaire entourant les cellules. Cette simple différence entre les cellules tumorales et les cellules normales a conduit plusieurs groupes de recherche à développer des sondes capables de détecter le faible pH des tumeurs par imagerie optique, tomographie par résonance magnétique et émission de positons.

La plupart de ces sondes, cependant, cibler le pH intracellulaire, ce qui nécessite que les sondes pénètrent dans les cellules pour fonctionner. Un plus grand défi a été de détecter la différence de pH extracellulaire entre les tissus sains et les tissus tumoraux, car la différence de pH est plus petite. Le succès signifierait que les sondes ne sont pas obligées d'entrer dans les cellules.

"Notre objectif est de relever le défi de l'éclairage universel des tumeurs, " dit Bin Liu de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux A*STAR. L'équipe de Liu, avec des collègues de l'Université nationale de Singapour, ont basé leur nouvelle sonde sur des polymères qui s'auto-assemblent sur des nanoparticules d'or. La structure hybride résultante n'est pas fluorescente à des valeurs de pH physiologiques normales :au contraire, des conditions acides similaires à celles autour des cellules tumorales d'environ pH 6,5 modifient les groupes chimiques à la surface des sondes et activent leur fluorescence.

Après avoir validé le mécanisme de commutation dans les solutions à pH contrôlé, les chercheurs ont testé les sondes à l'aide de cellules cultivées et également sur des souris porteuses de tumeurs éclairées sous une lumière vive. Vingt-quatre heures après l'injection aux souris, une fluorescence évidente et claire n'a été observée qu'à partir des tissus porteurs de tumeurs, en utilisant soit l'imagerie du corps entier, soit l'examen des organes prélevés (voir image). La capacité d'observer la fluorescence des tumeurs à l'aide d'un examen non invasif du corps entier de souris vivantes indique le potentiel des nanosondes pour une utilisation dans des situations cliniques avec des patients humains.

"Nos sondes se sont jusqu'à présent avérées biocompatibles, qui sera crucial pour les applications biomédicales, " dit Liu. " Nous prévoyons maintenant de vérifier plus avant tout problème de toxicité et d'évaluer la distribution biologique et le profil pharmacologique des sondes avant, espérons-le, de passer aux essais cliniques, " ajoute-t-elle. Il s'agit de la dernière de plusieurs avancées récentes dans la technologie médicale à l'échelle nanométrique du groupe de Liu.