Crédit :Université d'État de Caroline du Nord
Des chercheurs en génie biomédical de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill ont mis au point une technique qui utilise un patch intégré à des micro-aiguilles pour administrer un traitement d'immunothérapie anticancéreuse directement sur le site du mélanome. Dans les études animales, la technique ciblait plus efficacement le mélanome que les autres traitements d'immunothérapie.
D'après le CDC, plus de 67, Aux États-Unis, 000 personnes ont reçu un diagnostic de mélanome rien qu'en 2012 - l'année la plus récente pour laquelle des données sont disponibles. Si pris tôt, les patients atteints de mélanome ont un taux de survie à 5 ans de plus de 98 %, selon l'Institut national du cancer. Ce nombre tombe à 16,6 pour cent si le cancer s'est métastasé avant le diagnostic et le traitement. Les traitements du mélanome vont de la chirurgie à la chimiothérapie et à la radiothérapie. Un nouveau domaine prometteur de traitement du cancer est l'immunothérapie du cancer, qui aide le système immunitaire du corps à combattre le cancer.
Dans le système immunitaire, Les cellules T sont censées identifier et tuer les cellules cancéreuses. Pour faire leur travail, Les cellules T utilisent des récepteurs spécialisés pour différencier les cellules saines des cellules cancéreuses. Mais les cellules cancéreuses peuvent tromper les cellules T. Une façon pour les cellules cancéreuses de le faire est d'exprimer un ligand protéique qui se lie à un récepteur sur les cellules T pour empêcher la cellule T de reconnaître et d'attaquer la cellule cancéreuse.
Récemment, la recherche en immunothérapie contre le cancer s'est concentrée sur l'utilisation d'anticorps « anti-PD-1 » (ou mort cellulaire programmée) pour empêcher les cellules cancéreuses de tromper les cellules T.
"Toutefois, cela pose plusieurs défis, " dit Chao Wang, co-auteur principal d'un article sur la recherche sur les micro-aiguilles et chercheur postdoctoral dans le programme conjoint de génie biomédical à NC State et UNC-Chapel Hill. "D'abord, les anticorps anti-PD-1 sont généralement injectés dans la circulation sanguine, ils ne peuvent donc pas cibler efficacement le site tumoral. Seconde, le surdosage d'anticorps peut provoquer des effets secondaires tels qu'une maladie auto-immune."
Pour relever ces défis, les chercheurs ont développé un patch qui utilise des micro-aiguilles pour délivrer des anticorps anti-PD-1 localement à la tumeur cutanée. Les micro-aiguilles sont fabriquées à partir d'acide hyaluronique, un matériau biocompatible.
Les anticorps anti-PD-1 sont noyés dans des nanoparticules, ainsi que la glucose oxydase - une enzyme qui produit de l'acide lorsqu'elle entre en contact avec le glucose. Ces nanoparticules sont ensuite chargées dans des microaiguilles, qui sont disposés sur la surface d'un patch.
Lorsque le patch est appliqué sur un mélanome, le sang pénètre dans les microaiguilles. Le glucose dans le sang fait que la glucose oxydase produit de l'acide, qui décompose lentement les nanoparticules. Au fur et à mesure que les nanoparticules se dégradent, les anticorps anti-PD-1 sont libérés dans la tumeur.
Imagerie par fluorescence d'un patch micro-aiguille. Des chercheurs biomédicaux ont développé une technique qui utilise un patch incrusté de micro-aiguilles – comme le patch illustré ici – pour administrer un traitement d'immunothérapie anticancéreuse directement sur le site du mélanome. Dans les études animales, la technique ciblait plus efficacement le mélanome que les autres traitements d'immunothérapie. Crédits :Yanqi Ye
« Cette technique crée une stabilité, libération prolongée d'anticorps directement dans le site tumoral; c'est une approche efficace avec une rétention accrue des anticorps anti-PD-1 dans le microenvironnement tumoral, " dit Zhen Gu, professeur adjoint au programme de génie biomédical et auteur principal de l'article.
Les chercheurs ont testé la technique contre le mélanome dans un modèle murin. Le patch micro-aiguille chargé de nanoparticules anti-PD-1 a été comparé au traitement par injection d'anticorps anti-PD-1 directement dans la circulation sanguine et à l'injection de nanoparticules anti-PD-1 directement dans la tumeur.
"Après 40 jours, 40 pour cent des souris qui ont été traitées à l'aide du patch micro-aiguille ont survécu et n'avaient plus de mélanome détectable - par rapport à un taux de survie de zéro pour cent pour les groupes témoins, " dit Yanqi Ye, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Gu et co-auteur principal de l'article.
Les chercheurs ont également créé un cocktail médicamenteux, composé d'anticorps anti-PD-1 et d'un autre anticorps appelé anti-CTLA-4 - qui aide également les cellules T à attaquer les cellules cancéreuses.
"En utilisant une combinaison d'anti-PD-1 et d'anti-CTLA-4 dans le patch microneedle, 70 pour cent des souris ont survécu et n'ont eu aucun mélanome détectable après 40 jours, " dit Wang.
« En raison de la manière dont la libération est prolongée et localisée, médiée par des micro-aiguilles, nous sommes en mesure d'obtenir des effets thérapeutiques souhaitables avec un dosage relativement faible, ce qui réduit le risque de maladies auto-immunes, " dit Gu.
"Nous sommes enthousiasmés par cette technique, et recherchent des fonds pour poursuivre d'autres études et une éventuelle traduction clinique, " ajoute Gu.
