Plongée dans le monde de l'extrêmement petit, les chercheurs explorent comment les nanoparticules biodégradables peuvent fournir avec précision des médicaments anticancéreux pour attaquer le neuroblastome, un cancer infantile souvent mortel.

En réunissant des experts en oncologie pédiatrique avec des experts en nanotechnologie, des chercheurs de l'hôpital pour enfants de Philadelphie visent à enfiler l'aiguille pour délivrer des doses efficaces d'agents anti-cancer tout en évitant la toxicité dans les tissus sains. Les nouvelles recherches de l'équipe montrent que cette approche inhibe la croissance tumorale et prolonge considérablement la survie dans les modèles animaux.

"Ces nanoparticules nous permettent d'en avoir plus pour notre argent - une plus grande efficacité à des doses totales plus faibles, " a déclaré Garrett M. Brodeur, MARYLAND., un oncologue pédiatrique et expert en neuroblastome à l'Hôpital pour enfants de Philadelphie (CHOP). "Les nanoparticules sont conçues pour délivrer lentement un médicament à la tumeur, où il tue les cellules cancéreuses qui se multiplient, avec une toxicité moindre pour la circulation systémique."

Le groupe de Brodeur a collaboré avec un groupe de chercheurs en nanotechnologie CHOP dirigé par Michael Chorny, Doctorat., dans une étude qui sera publiée sous forme imprimée le 1er mai dans Lettres Cancer .

Chorny, à son tour, a dirigé une étude qui sera publiée dans le numéro imprimé de mai de Biomatériaux , en collaboration avec le groupe de Brodeur et avec Robert Levy, MARYLAND., et Ivan Alferiev, Doctorat., les deux membres avec Chorny d'un groupe de recherche en cardiologie au CHOP. Cet article décrivait comment l'équipe avait conçu les nanoparticules spécialement formulées.

Cette approche, a expliqué Brodeur, exploite une vulnérabilité des tumeurs, appelée effet EPR, pour une perméabilité et une rétention améliorées. "Les vaisseaux sanguins tumoraux sont plus perméables et désorganisés que les vaisseaux sanguins des tissus normaux. Dans les tissus sains, il existe des jonctions serrées dans les vaisseaux sanguins, " at-il dit. " Mais les tumeurs n'ont pas ces jonctions serrées et ont une circulation inefficace, ainsi les nanoparticules que nous livrons contournent les tissus sains, mais s'accumulent dans les tumeurs où ils libèrent les agents anticancéreux."

Le neuroblastome est une tumeur solide du système nerveux périphérique, apparaissant souvent dans l'abdomen ou la poitrine d'un enfant. Le cancer le plus fréquent chez les nourrissons, le neuroblastome représente une part disproportionnée des décès par cancer chez les enfants, avec des taux de guérison inférieurs à ceux de la plupart des autres cancers pédiatriques.

« En oncologie pédiatrique, nous nous sommes largement appuyés sur des médicaments développés il y a 30 à 40 ans, " a déclaré Brodeur. " Bien que ceux-ci aient grandement amélioré les taux de guérison globaux au cours de cette période, de 20 à 80 %, nous avons encore besoin de meilleurs médicaments et d'approches plus ciblées pour les cancers infantiles les plus tenaces, y compris les formes à haut risque de neuroblastome.

Brodeur, Chorny et ses collègues ont utilisé leurs formulations de nanoparticules pour fournir un précurseur de SN38, la forme active de l'irinotécan, un médicament anticancéreux conventionnel utilisé depuis 20 ans contre le neuroblastome en rechute. Chez les souris de laboratoire, l'équipe d'étude a comparé les résultats obtenus avec le SN38 encapsulé dans des nanoparticules à ceux utilisant une dose comparable d'irinotécan.

Les nanoparticules injectées ont délivré du SN38 à la tumeur en quantités 100 fois supérieures à celles de l'irinotécan, avec une présence soutenue du médicament pendant au moins 72 heures, et aucun signe de toxicité chez les souris. En outre, la plupart des souris ont survécu sans tumeur pendant plus de 6 mois après l'administration de nanoparticules, alors que toutes les souris traitées par l'irinotécan ont présenté une récidive tumorale peu de temps après l'arrêt du traitement, et ils sont tous morts peu de temps après.

Les nanoparticules de l'étude sont ultrapetites, moins de 100 nanomètres de diamètre (un nanomètre est un millionième de millimètre, beaucoup plus petit que les globules rouges). « Nous ajustons soigneusement la taille des nanoparticules pour trouver un « sweet spot » :assez petit pour pénétrer une tumeur, et assez grand pour transporter une charge utile thérapeutique, " a déclaré Chorny. " Nous pouvons également ajuster leur composition pour maintenir la molécule active emprisonnée dans un polymère jusqu'à ce que les nanoparticules atteignent la tumeur ciblée, et personnaliser le moment de la décomposition du polymère pour permettre une libération contrôlée de SN38 sur une échelle de temps qui offre les meilleurs effets thérapeutiques. »

Brodeur vise à traduire ces résultats précliniques en essais humains au cours de la prochaine année. « Nous envisageons l'administration ciblée via des nanoparticules comme un quatrième bras de la thérapie ciblée contre le cancer, " at-il dit. Brodeur a ajouté que si la livraison de nanoparticules prouve sa valeur dans les essais cliniques, il pourrait rejoindre trois autres innovations moléculairement ciblées dans le traitement du cancer pédiatrique déjà disponibles au CHOP :l'immunothérapie utilisant des cellules T bio-ingénierie, des isotopes radioactifs qui se lient préférentiellement aux cellules cancéreuses, et les inhibiteurs de kinase qui interrompent la signalisation anormale déclenchée par des mutations cancérigènes.

Certaines nanoparticules sont déjà utilisées pour traiter les cancers de l'adulte, mais si la technique actuelle obtient un succès clinique dans le neuroblastome, elle renforcerait sensiblement l'arsenal des approches actuellement disponibles pour traiter un cancer de l'enfant. Il détient le potentiel pour des applications plus larges, également, pour délivrer d'autres médicaments et traiter d'autres cancers actuellement traités par l'irinotécan, et peut-être même ceux qui sont actuellement considérés comme résistants à ce médicament.