La chimiothérapie n'est pas censée faire tomber vos cheveux, elle est censée tuer les cellules cancéreuses. Un nouveau système d'administration moléculaire créé à l'Université de Toronto pourrait aider à garantir que les médicaments de chimiothérapie atteignent leur cible tout en minimisant les dommages collatéraux.

De nombreux médicaments anticancéreux ciblent les cellules à croissance rapide. Injecté à un patient, ils tourbillonnent dans la circulation sanguine en agissant sur les cellules à croissance rapide partout où ils les trouvent. Cela inclut les tumeurs, mais malheureusement aussi les follicules pileux, la muqueuse de votre système digestif, et ta peau.

Professeur Warren Chan (IBBME, ChemE, MSE) a passé la dernière décennie à déterminer comment administrer des médicaments de chimiothérapie dans les tumeurs, et nulle part ailleurs. Son laboratoire a maintenant conçu un ensemble de nanoparticules attachées à des brins d'ADN qui peuvent changer de forme pour accéder aux tissus malades.

"Votre corps est essentiellement une série de compartiments, " dit Chan. " Pensez-y comme une maison géante avec des pièces à l'intérieur. Nous essayons de comprendre comment obtenir quelque chose qui est à l'extérieur, dans une pièce spécifique. Il faut développer une carte et un système qui peuvent se déplacer dans la maison où chaque chemin vers la pièce finale peut avoir des restrictions différentes telles que la hauteur et la largeur. »

Une chose que nous savons sur le cancer :il n'y a pas deux tumeurs identiques. Cancer du sein à un stade précoce, par exemple, peut réagir différemment à un traitement donné que le cancer du pancréas, voire un cancer du sein à un stade plus avancé. Quelles particules peuvent pénétrer à l'intérieur de quelles tumeurs dépend de plusieurs facteurs tels que la taille de la particule, chimie de la forme et de la surface.

Chan et son groupe de recherche ont étudié comment ces facteurs dictent la livraison de petites molécules et de nanotechnologies aux tumeurs, et ont maintenant conçu un système d'administration moléculaire ciblé qui utilise des nanoparticules modulaires dont la forme, la taille et la chimie peuvent être altérées par la présence de séquences d'ADN spécifiques.

"Nous fabriquons des nanoparticules qui changent de forme, " dit Chan. "Ils sont une série de blocs de construction, un peu comme un ensemble LEGO." Les composants peuvent être construits dans de nombreuses formes, avec des sites de liaison exposés ou cachés. Ils sont conçus pour répondre aux molécules biologiques en changeant de forme, comme une clé insérée dans une serrure.

Ces métamorphes sont constitués de minuscules morceaux de métal auxquels sont attachés des brins d'ADN. Chan envisage que les nanoparticules flotteront sans danger dans la circulation sanguine, jusqu'à ce qu'un brin d'ADN se lie à une séquence d'ADN connue pour être un marqueur du cancer. Quand cela arrive, la particule change de forme, remplit alors sa fonction :il peut cibler les cellules cancéreuses, exposer une molécule médicamenteuse à la cellule cancéreuse, marquer les cellules cancéreuses avec une molécule signal, ou quelle que soit la tâche que l'équipe de Chan a conçue pour effectuer la nanoparticule.

Leurs travaux ont été publiés cette semaine dans deux études clés dans les Actes de la National Academy of Sciences et dans la principale revue Science.

« Nous avons été inspirés par la capacité des protéines à modifier leur conformation. " dit Chan. " En utilisant cette idée, nous pensions, « Pouvons-nous concevoir une nanoparticule pour qu'elle fonctionne comme une protéine ? mais qui peut être programmé à l'extérieur du corps avec des capacités médicales ? »

Appliquer la nanotechnologie et la science des matériaux à la médecine, et en particulier à l'administration ciblée de médicaments, est encore un concept relativement nouveau, mais un Chan voit comme plein de promesses. Le vrai problème est de savoir comment administrer suffisamment de nanoparticules directement au cancer pour produire un traitement efficace.

"Voici comment nous voyons ces problèmes :c'est comme si vous alliez à Vancouver depuis Toronto, mais personne ne te dit comment y arriver, personne ne vous donne de carte, ou un billet d'avion, ou une voiture, c'est là que nous en sommes dans ce domaine, " dit-il. " L'idée de cibler les médicaments sur les tumeurs, c'est comme trouver comment se rendre à Vancouver. C'est un concept simple, mais y arriver n'est pas simple si l'on ne fournit pas suffisamment d'informations."

« Nous n'avons fait qu'effleurer la surface du fonctionnement de la « distribution » de la nanotechnologie dans le corps, Alors maintenant, nous continuons à explorer différents détails sur pourquoi et comment les tumeurs et autres organes permettent ou bloquent l'entrée de certaines choses, " ajoute Chan.

Lui et son groupe prévoient d'appliquer le système d'administration qu'ils ont conçu à la nanomédecine personnalisée, en adaptant davantage leurs particules pour administrer des médicaments à votre type précis de tumeur, et nulle part ailleurs.