Les scientifiques ont conçu des nanoparticules qui libèrent des médicaments en présence d'une classe de protéines qui permettent aux cancers de se métastaser. C'est-à-dire, ils ont conçu un système d'administration de médicaments afin que les enzymes mêmes qui rendent les cancers dangereux puissent à la place guider leur destruction.

"Nous pouvons commencer avec une petite molécule et l'intégrer dans un support à l'échelle nanométrique qui peut rechercher une tumeur et fournir une charge utile de médicament, " a déclaré Cassandra Callmann, un étudiant diplômé en chimie et biochimie à l'Université de Californie, San Diego, et premier auteur du rapport publié dans la revue Matériaux avancés 14 juillet.

Le système tire parti d'une classe d'enzymes appelées métalloprotéinases matricielles que de nombreux cancers produisent en abondance. Les MMP mâchent les membranes, permettre aux cellules cancéreuses de s'échapper pour coloniser d'autres régions du corps, souvent avec des conséquences mortelles.

Callmann a créé de minuscules sphères remplies de paclitaxel, un médicament anticancéreux (également connu sous les noms commerciaux Taxol et Onxal) et recouvertes d'une enveloppe peptidique. Les MMP déchirent cette coquille, libérer le médicament. Les fragments d'enveloppe forment un maillage déchiqueté qui maintient les molécules de médicament près de la tumeur.

L'oeuvre, dirigé par Nathan Gianneschi, professeur de chimie et de biochimie à l'UC San Diego, s'appuie sur le succès antérieur de son groupe en utilisant une stratégie similaire pour marquer les tumeurs à la fois pour le diagnostic et l'ablation chirurgicale précise.

Pour emballer le médicament dans les sphères, Callmann a dû ajouter des poignées chimiques. Comme il s'avère, un groupe d'atomes essentiels à l'efficacité de la molécule médicamenteuse, et aussi la toxicité, fait pour un bon point d'attache. Cela signifie que le médicament a été inactivé lorsqu'il a traversé le système circulatoire jusqu'à ce qu'il atteigne la tumeur.

La protection a permis aux chercheurs de donner en toute sécurité une dose 16 fois plus élevée qu'ils ne le pourraient avec la formulation maintenant utilisée dans les cliniques de cancérologie, dans un test sur des souris greffées dans des tumeurs de fibrosarcome.

Dans des tests préliminaires supplémentaires, Callmann et ses collègues ont pu arrêter la croissance des tumeurs pendant au moins deux semaines, en utilisant une seule dose inférieure du médicament. Chez les souris traitées avec les nanoparticules enrobées de peptides imperméables aux MMP ou ayant reçu une solution saline, les tumeurs ont atteint des tailles mortelles au cours de cette période.

Gianneschi dit qu'ils élargiront leur approche pour créer des systèmes d'administration pour d'autres molécules diagnostiques et thérapeutiques. "Ce type de plateforme n'est pas spécifique au paclitaxel. Nous allons tester cela dans d'autres modèles - avec d'autres classes de médicaments et chez des souris atteintes d'un cancer qui imite le cancer du sein métastatique, par exemple."

Ils continueront également à modifier le shell, pour fournir une protection encore plus grande et éviter l'absorption par des organes tels que le foie, rate et reins, il a dit. "Nous voulons ouvrir cette fenêtre thérapeutique."