Les scientifiques ont mis au point un système de « bombe à grappes » à trois étages pour administrer le cisplatine, un médicament chimiothérapeutique, via de minuscules nanoparticules conçues pour se briser lorsqu'elles atteignent une tumeur.

Les détails de la conception des particules et de leur puissance contre le cancer chez la souris ont été publiés le 28 mars dans PNAS . Ils n'ont pas été testés chez l'homme, bien que des méthodes similaires d'emballage du cisplatine aient fait l'objet d'essais cliniques.

Ce qui rend ces particules distinctives, c'est qu'elles sont au départ relativement grosses - 100 nanomètres de large - pour permettre un transport en douceur dans la tumeur à travers des vaisseaux sanguins qui fuient. Puis, dans des conditions acides trouvées à proximité de tumeurs, les particules déchargent des « bombes » de seulement 5 nanomètres.

À l'intérieur des cellules tumorales, une deuxième étape chimique active le cisplatine à base de platine, qui tue en réticulant et en endommageant l'ADN. Les médecins utilisent le cisplatine pour lutter contre plusieurs types de cancer depuis des décennies, mais effets secondaires toxiques - pour les reins, nerfs et de l'oreille interne - peut limiter son efficacité.

Les PNAS est le résultat d'une collaboration entre et une équipe dirigée par le professeur Jun Wang, Doctorat à l'Université des sciences et technologies de Chine, et des chercheurs dirigés par le professeur Shuming Nie, Doctorat au département de génie biomédical Wallace H. Coulter de Georgia Tech et Emory. Nie est membre du programme de recherche Discovery and Developmental Therapeutics du Winship Cancer Institute de l'Université Emory. Les auteurs principaux sont l'étudiant diplômé Hong-Jun Li et les boursiers postdoctoraux Jinzhi Du, PhD et Xiao-Jiao Du, Doctorat.

"Les effets secondaires négatifs du cisplatine sont une limitation de longue date pour la chimiothérapie conventionnelle, " dit Jinzhi Du. " Dans notre étude, le système d'administration a pu améliorer la pénétration de la tumeur pour atteindre plus de cellules cancéreuses, ainsi que de libérer les médicaments spécifiquement à l'intérieur des cellules cancéreuses grâce à leur propriété de transition de taille."

Les chercheurs ont montré que leurs nanoparticules pouvaient augmenter l'accumulation de cisplatine dans les tissus tumoraux. Lorsque des souris porteuses de tumeurs pancréatiques humaines ont reçu les mêmes doses de cisplatine libre ou de cisplatine revêtues de nanoparticules sensibles au pH, le niveau de platine dans les tissus tumoraux était sept fois plus élevé avec les nanoparticules. Cela suggère la possibilité que l'administration de nanoparticules d'une dose limitée de cisplatine pourrait limiter les effets secondaires toxiques pendant le traitement du cancer.

Les chercheurs ont également montré que les nanoparticules étaient efficaces contre un modèle de cancer du poumon résistant au cisplatine et un modèle de cancer du sein métastatique invasif chez la souris. Dans le modèle du cancer du poumon, une dose de cisplatine libre n'a produit que 10 % d'inhibition de la croissance, alors que la même dose revêtue de nanoparticules a entraîné une inhibition de la croissance de 95 pour cent, rapportent les chercheurs.

Dans le modèle de cancer du sein métastatique, le traitement de souris avec du cisplatine revêtu de nanoparticules a prolongé la survie des animaux de plusieurs semaines ; 50 pour cent des souris survivaient à 54 jours avec des nanoparticules contre 37 jours pour la même dose de cisplatine libre. Une efficacité accrue dans trois modèles de tumeurs différents démontre que cette stratégie peut être applicable à plusieurs types de cancer, dit Jinzhi Du.