Des chercheurs en génie biomédical ont mis au point une technique pour créer des « dépôts » microscopiques pour piéger les médicaments à l'intérieur des tumeurs cancéreuses. Dans un modèle animal, ces dépôts de médicaments étaient 10 fois plus efficaces pour réduire les tumeurs que l'utilisation des mêmes médicaments sans les dépôts.

Certains médicaments anticancéreux sont plus efficaces en dehors des cellules cancéreuses. Par exemple, le médicament anticancéreux TRAIL attaque la membrane cellulaire d'une cellule cancéreuse, tandis qu'un autre médicament, cilengitide, inhibe la croissance des vaisseaux sanguins autour d'une tumeur, le priver de nutriments.

Pour améliorer l'efficacité de ces médicaments, les scientifiques veulent à la fois les empêcher d'être absorbés dans les cellules cancéreuses et les empêcher d'être emportés du site de la tumeur par le système circulatoire.

« Nous avons maintenant trouvé un moyen de faire les deux, en créant des dépôts à micro-échelle de ces médicaments à l'intérieur d'une tumeur, " dit Zhen Gu, auteur correspondant d'un article sur les travaux et professeur adjoint au département conjoint de génie biomédical de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill.

Les chercheurs commencent par créer un cocktail médicamenteux de TRAIL et de cilengitide, puis envelopper le cocktail dans un « nanocarrier » de 100 nanomètres (nm) de diamètre. Le nanosupport est ensuite parsemé d'albumine sérique humaine (HSA), une protéine abondante dans le sang humain.

Le nanosupport de 100 nm est également parsemé de nanocapsules plus petites - seulement 10 nm de diamètre - constituées d'un gel d'acide hyaluronique et contenant une enzyme appelée transglutaminase (TG). Les nanoporteurs sont ensuite injectés dans la circulation sanguine.

Certaines tumeurs cancéreuses produisent de grandes quantités d'une enzyme appelée hyaluronidase, qui décompose l'acide hyaluronique. Donc, lorsque les nanoporteurs pénètrent dans une tumeur cancéreuse, la hyaluronidase dissout les petites nanocapsules de gel d'acide hyaluronique à leur surface. Cela libère les enzymes TG, qui aident à connecter les protéines HSA parsemées à la surface d'autres nanoporteurs, créant un dépôt de médicament réticulé à l'intérieur de la tumeur.

La taille du dépôt réticulé l'empêche en grande partie d'être absorbé par les cellules cancéreuses individuelles ou d'être rapidement balayé dans la circulation sanguine. En outre, la TG peut également aider les nanoporteurs à se lier à d'autres protéines dans la tumeur, aider à maintenir le dépôt en place.

L'environnement à l'intérieur de la tumeur est également plus acide que son environnement, et cette acidité décompose lentement les nanosupports.

"Cela garantit une transition progressive, libération prolongée du TRAIL et du cilengitide dans l'environnement tumoral, maximiser l'efficacité des médicaments, " dit Gu.

Les chercheurs ont évalué cette technique en utilisant des tumeurs cancéreuses du sein chez la souris.

« Nous avons constaté que l'utilisation de dépôts réticulés pour administrer le TRAIL et le cilengitide rétrécissait les tumeurs dix fois plus que l'utilisation de la même dose de ces médicaments à l'aide de techniques conventionnelles, " dit Quanyin Hu, auteur principal de l'article et titulaire d'un doctorat. étudiant au département conjoint de génie biomédical de NC State et UNC-Chapel Hill.

"Il s'agit d'une étude de preuve de concept et des travaux supplémentaires doivent être effectués pour développer la technique, " dit Gu. "Mais c'est prometteur, et nous pensons que cette stratégie pourrait également être utilisée pour l'immunothérapie du cancer. Nous aurions besoin de faire plus de travail sur un modèle animal avant de poursuivre les essais cliniques. »

Gu note également qu'il est trop tôt pour estimer les coûts associés à la technique.

« Nous sommes aux premiers stades du développement de cette technique, et nous essayons de rendre le processus plus simple et plus efficace - ce qui réduirait les coûts de fabrication, " dit Gu. " Cela rend difficile l'estimation du coût potentiel.

"Et bien que nous ne prévoyions aucun risque sanitaire important au-delà de ceux posés par les médicaments délivrés, l'une des raisons pour lesquelles nous effectuons des essais sur des animaux et des essais cliniques est d'identifier tout risque imprévu."

Le papier, "Construction et déconstruction médiées par le microenvironnement tumoral de dépôts extracellulaires de délivrance de médicaments, " a été publié le 19 janvier dans la revue NanoLettres . L'article a été co-écrit par Wujin Sun, Yue Lu, Chasseur Bomba, et Yanqi Ye du département conjoint de génie biomédical de l'État de Caroline du Nord et de l'UNC-Chapel Hill; Tianyue Jiang de l'Université technique de Nanjing; et Ari Isaacson de l'UNC-Chapel Hill. Le travail a été soutenu par NC TraCS, Prix ​​des sciences cliniques et translationnelles du NIH à l'UNC-CH, numéro d'octroi 1UL1TR001111.