Les scientifiques ont montré que les nanotubes d'or ont de nombreuses applications dans la lutte contre le cancer :nanosondes internes pour l'imagerie à haute résolution; véhicules d'administration de médicaments ; et des agents pour détruire les cellules cancéreuses.

L'étude, publié aujourd'hui dans la revue Matériaux fonctionnels avancés , détaille la première démonstration réussie de l'utilisation biomédicale de nanotubes d'or dans un modèle murin de cancer humain.

L'auteur principal de l'étude, le Dr Sunjie Ye, qui est basé à la fois à l'École de physique et d'astronomie et à l'Institut de Leeds pour les sciences biomédicales et cliniques de l'Université de Leeds, a déclaré:"Les taux élevés de récidive des tumeurs après l'ablation chirurgicale restent un défi formidable dans le traitement du cancer. La chimiothérapie ou la radiothérapie est souvent administrée après la chirurgie pour éviter cela, mais ces traitements provoquent des effets secondaires graves.

Nanotubes d'or - c'est-à-dire les nanoparticules d'or avec des structures tubulaires qui ressemblent à de minuscules pailles à boire - ont le potentiel d'améliorer l'efficacité de ces traitements conventionnels en intégrant le diagnostic et la thérapie dans un seul système."

Les chercheurs disent qu'une nouvelle technique pour contrôler la longueur des nanotubes sous-tend la recherche. En contrôlant la longueur, les chercheurs ont pu produire des nanotubes d'or avec les bonnes dimensions pour absorber un type de lumière appelé « proche infrarouge ».

L'auteur correspondant de l'étude, le professeur Steve Evans, de l'École de physique et d'astronomie de l'Université de Leeds, a déclaré:"Le tissu humain est transparent pour certaines fréquences de lumière - dans la région rouge/infrarouge. C'est pourquoi certaines parties de votre main apparaissent rouges lorsqu'une torche est allumée à travers elle.

"Lorsque les nanotubes d'or traversent le corps, si la lumière de la bonne fréquence est dirigée sur eux, ils absorbent la lumière. Cette énergie lumineuse est convertie en chaleur, un peu comme la chaleur générée par le soleil sur la peau. A l'aide d'un faisceau laser pulsé, nous avons pu augmenter rapidement la température à proximité des nanotubes afin qu'elle soit suffisamment élevée pour détruire les cellules cancéreuses."

Dans les études cellulaires, en ajustant la luminosité de l'impulsion laser, les chercheurs disent qu'ils ont pu contrôler si les nanotubes d'or étaient en mode de destruction du cancer, ou prêt à imager les tumeurs.

Afin de voir les nanotubes d'or dans le corps, les chercheurs ont utilisé un nouveau type de technique d'imagerie appelée « tomographie optoacoustique multispectrale » (MSOT) pour détecter les nanotubes d'or chez la souris, dans lequel des nanotubes d'or avaient été injectés par voie intraveineuse. Il s'agit de la première application biomédicale des nanotubes d'or au sein d'un organisme vivant. Il a également été montré que les nanotubes d'or étaient excrétés par l'organisme et ne sont donc pas susceptibles de poser des problèmes en termes de toxicité, une considération importante lors du développement de nanoparticules à usage clinique.

Co-auteur de l'étude, le Dr James McLaughlan, de la School of Electronic &Electrical Engineering de l'Université de Leeds, a déclaré:"C'est la première démonstration de la production, et utilisation pour l'imagerie et le traitement du cancer, de nanotubes d'or qui absorbent fortement la lumière dans la «fenêtre optique» du tissu biologique.

« Les nanotubes peuvent être ciblés sur la tumeur et avoir un noyau « creux » central qui peut être chargé d'une charge thérapeutique. Cette combinaison de ciblage et de libération localisée d'un agent thérapeutique pourrait, à l'ère de la médecine personnalisée, être utilisé pour identifier et traiter le cancer avec une toxicité minimale pour les patients.

L'utilisation de nanotubes d'or dans l'imagerie et d'autres applications biomédicales progresse actuellement à travers des étapes d'essai vers des études cliniques précoces.