Des ingénieurs de l'Université de Washington à St. Louis ont trouvé un moyen d'empêcher la croissance d'une tumeur cancéreuse en utilisant des nanoparticules de l'ingrédient principal des comprimés antiacides courants.

L'équipe de recherche, dirigé par Avik Som, un étudiant en MD/PhD, et Samuel Achilefu, Doctorat, professeur de radiologie et de biochimie &biophysique moléculaire à la Faculté de médecine et de génie biomédical à la Faculté d'ingénierie et des sciences appliquées, en collaboration avec deux laboratoires de la School of Engineering &Applied Science, ont utilisé deux nouvelles méthodes pour créer des nanoparticules à partir de carbonate de calcium qui ont été injectées par voie intraveineuse dans un modèle murin pour traiter des tumeurs solides. Le composé a modifié le pH de l'environnement tumoral, de l'acide au plus alcalin, et a empêché le cancer de se développer.

Avec ce travail, les chercheurs ont montré pour la première fois qu'ils peuvent moduler le pH dans les tumeurs solides en utilisant des nanoparticules conçues intentionnellement. Les résultats de la recherche ont été récemment publiés en ligne dans Nanoéchelle .

"Le cancer tue à cause des métastases, " dit Som, qui travaille sur un doctorat en génie biomédical en plus d'un diplôme de médecine. "Le pH d'une tumeur a été fortement corrélé avec les métastases. Pour qu'une cellule cancéreuse sorte de la matrice extracellulaire, ou les cellules qui l'entourent, l'une des méthodes qu'il utilise est une diminution du pH. "Les chercheurs ont entrepris de trouver de nouvelles approches pour augmenter le pH de la tumeur et le faire uniquement dans l'environnement de la tumeur. Dans l'eau, le pH du carbonate de calcium augmente jusqu'à 9. Mais lorsqu'il est injecté dans le corps, l'équipe a découvert que le carbonate de calcium n'augmente le pH qu'à 7,4, le pH normal du corps humain. Cependant, travailler avec du carbonate de calcium a présenté quelques défis.

"Le carbonate de calcium n'aime pas être petit, " dit Som. " Les cristaux de carbonate de calcium sont normalement de 10 à 1, 000 fois plus gros qu'une nanoparticule idéale pour le traitement du cancer. En plus de ça, le carbonate de calcium dans l'eau essaiera constamment de croître, comme des stalactites et des stalagmites dans une grotte."

Pour résoudre ce problème, Som a travaillé avec d'autres chercheurs de la School of Engineering &Applied Science pour créer deux solutions uniques. En collaboration avec des chercheurs du laboratoire de Pratim Biswas, Doctorat, le professeur Lucy &Stanley Lopata et président du département de l'énergie, Génie environnemental et chimique, ils ont développé une méthode utilisant la diffusion à base de polyéthylèneglycol pour synthétiser du carbonate de calcium de 20 et 300 nanomètres.

Travailler avec Srikanth Singamaneni, Doctorat, professeur assistant en science des matériaux, ils ont développé une autre méthode pour créer du carbonate de calcium de 100 nanomètres en s'appuyant sur une méthode connue sous le nom de diffusion assistée par l'éthanol. En s'appuyant sur les expertises complémentaires des différents laboratoires, les chercheurs ont développé un solvant à base d'albumine pour empêcher les nanoparticules de carbonate de calcium de croître, leur permettant d'être injectés dans le corps par voie intraveineuse.

Communément, des nanoparticules ont été fabriquées avec de l'or et de l'argent. Cependant, ni l'un ni l'autre n'est présent dans le corps humain, et il y a des inquiétudes au sujet de leur accumulation dans le corps.

« Le calcium et le carbonate sont tous deux présents en grande quantité dans le corps, et ils sont généralement non toxiques, " dit Som. " Quand le carbonate de calcium se dissout, le carbonate devient du dioxyde de carbone et est libéré par les poumons, et le calcium est souvent incorporé dans les os."

Som et l'équipe ont injecté quotidiennement les nanoparticules de carbonate de calcium dans le modèle de fibrosarcome de souris, qui empêchait la tumeur de se développer. Cependant, quand ils ont arrêté d'injecter les nanoparticules, il a recommencé à pousser.

Aller de l'avant, les chercheurs prévoient de déterminer la dose optimale pour prévenir les métastases, améliorer le ciblage des tumeurs et déterminer s'il pourrait être utilisé avec des médicaments de chimiothérapie.