Les chercheurs biomédicaux de Cedars-Sinai ont inventé un minuscule système d'administration de médicaments qui peut identifier les types de cellules cancéreuses dans le cerveau par le biais de «biopsies virtuelles», puis attaquer la structure moléculaire de la maladie.

Si la recherche en laboratoire avec des souris est confirmée par des études humaines, les résultats pourraient être utilisés pour fournir des médicaments à l'échelle nanométrique capables de distinguer et de combattre les cellules tumorales dans le cerveau sans recourir à la chirurgie.

"Ce nanomédicament peut être conçu pour transporter une variété de médicaments, des protéines et du matériel génétique pour attaquer les tumeurs sur plusieurs fronts à partir du cerveau, ", dit Julia Ljubimova, MARYLAND, Doctorat, professeur de neurochirurgie et de sciences biomédicales à Cedars-Sinai et auteur principal d'un article publié en ligne dans le journal de l'American Chemical Society ACS Nano .

Ljubimova, directeur du centre de recherche en nanomédecine du département de neurochirurgie et directeur du programme de nanomédecine au Samuel Oschin Comprehensive Cancer Institute, a reçu une subvention de 2,5 millions de dollars des National Institutes of Health pour poursuivre la recherche.

Le système d'administration de médicaments et ses composants, ensemble appelé nanobioconjugué ou nanomédicament, fait partie d'une classe émergente de médicaments moléculaires conçus pour ralentir ou arrêter les cancers en les bloquant de multiples façons dans le cerveau. Le médicament a une taille d'environ 20 à 30 nanomètres, – une fraction de la largeur d’un cheveu humain, qui fait 80, 000 à 100, 000 nanomètres de large.

Les scientifiques de Cedars-Sinai ont commencé à développer la «plate-forme» du système d'administration de médicaments il y a environ une décennie. Le nanomédicament peut être associé à une variété de « modules » chimiques et biologiques.

Chaque composant remplit une fonction spécialisée, comme rechercher des cellules cancéreuses et s'y lier, imprégnant les parois des vaisseaux sanguins et des cellules tumorales, ou démanteler les mécanismes moléculaires qui favorisent la croissance tumorale, " dit Eggehard Holler, Doctorat, professeur de neurochirurgie et directeur de la synthèse de nanomédicaments à Cedars-Sinai.

Le nouveau système d'administration joue deux rôles :diagnostiquer les tumeurs cérébrales en identifiant les cellules qui se sont propagées au cerveau à partir d'autres organes, puis combattre le cancer avec précision, traitement individualisé des tumeurs.

Les chercheurs peuvent déterminer le type de tumeur en fixant un traceur visible sur une IRM. Si le traceur s'accumule dans la tumeur, il sera visible sur l'IRM. Avec la composition moléculaire du cancer identifiée grâce à cette biopsie virtuelle, les recherches peuvent charger le « système d'administration » avec des composants ciblant le cancer qui attaquent spécifiquement la structure moléculaire.

Pour montrer que les biopsies virtuelles peuvent distinguer un type de cellules cancéreuses d'un autre, les chercheurs ont conçu ce qui est considéré comme une méthode unique, implanter différents types de cancers du sein et du poumon chez des souris de laboratoire pour représenter une maladie métastatique - avec un type de cancer implanté de chaque côté du cerveau. Les cancers du poumon et du sein sont ceux qui se propagent le plus souvent au cerveau.

Les chercheurs ont utilisé le système de distribution nano pour identifier et attaquer les cancers. Dans chaque cas, les animaux ayant reçu un traitement ont vécu significativement plus longtemps que ceux des groupes témoins.

« Plusieurs médicaments sont assez efficaces pour traiter différents types de cancers du sein, cancer du poumon, lymphome et autres cancers à leur siège d'origine, mais ils sont inefficaces contre les cancers qui se propagent au cerveau car ils ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique qui protège le cerveau des toxines présentes dans le sang, " dit Keith Black, MARYLAND, directeur du service de neurochirurgie, directeur de l'Institut de neurochirurgie Maxine Dunitz, directeur du Johnnie L. Cochran, Jr., Brain Tumor Center et la Chaire Ruth et Lawrence Harvey en neurosciences.

« Le nanomédicament est conçu pour franchir cette barrière avec sa charge utile intacte, donc les médicaments qui sont efficaces à l'extérieur du cerveau peuvent l'être aussi à l'intérieur, ” Noir a ajouté.