Cibler les cellules cancéreuses pour les détruire tout en laissant les cellules saines tranquilles, telle a été la promesse du domaine émergent de la nanomédecine contre le cancer. Mais une nouvelle méta-analyse de l'Institut des biomatériaux et du génie biomédical (IBBME) de l'Université de Toronto indique que les progrès jusqu'à présent ont été limités et que de nouvelles stratégies sont nécessaires pour que la promesse devienne réalité.

« La quantité de recherches sur l'utilisation de nanoparticules artificielles pour administrer des médicaments anticancéreux directement aux tumeurs n'a cessé de croître au cours de la dernière décennie, mais il y a très peu de formulations utilisées chez les patients. La question est pourquoi ? », déclare le professeur Warren Chan (IBBME, ChemE, MSE), auteur principal de l'article de synthèse publié aujourd'hui dans Nature Avis Matériaux . « Nous avons senti qu'il était temps d'examiner le terrain de plus près.

Chan et ses co-auteurs ont analysé 117 articles publiés qui ont enregistré l'efficacité d'administration de diverses nanoparticules aux tumeurs, c'est-à-dire le pourcentage de nanoparticules injectées qui atteignent réellement leur cible prévue. A leur grande surprise, ils ont constaté que la valeur médiane était d'environ 0,7 pour cent des nanoparticules injectées atteignant leurs cibles, et que ce nombre n'a pas changé au cours des dix dernières années. "Si les nanoparticules ne sont pas livrées à la tumeur, ils ne peuvent pas fonctionner comme prévu pour de nombreux nanomédicaments, " dit Chan.

Encore plus surprenant était que la modification des nanoparticules elles-mêmes n'avait que peu de différence dans l'efficacité de la livraison nette. "Les chercheurs ont essayé différents matériaux et tailles de nanoparticules, différents revêtements de surface, formes différentes, mais toutes ces variations n'entraînent aucune différence, ou seulement de petites différences, " dit Stefan Wilhelm, chercheur post-doctoral dans le laboratoire de Chan et auteur principal de l'article. "Ces résultats suggèrent que nous devons réfléchir davantage à la biologie et aux mécanismes impliqués dans le processus d'administration plutôt que de simplement modifier les caractéristiques des nanoparticules elles-mêmes."

Wilhelm souligne que les nanoparticules présentent certains avantages. Contrairement aux agents chimiothérapeutiques qui vont partout dans le corps, les médicaments délivrés par les nanoparticules s'accumulent davantage dans certains organes et moins dans d'autres. Cela peut être bénéfique :par exemple, un traitement actuel utilise des nanoparticules appelées liposomes pour encapsuler la doxorubicine, un médicament anticancéreux.

Cette encapsulation réduit l'accumulation de doxorubicine dans le cœur, réduisant ainsi la cardiotoxicité par rapport à l'administration du médicament seul.

Malheureusement, la majorité des nanoparticules injectées, dont les liposomes, finir dans le foie, rate et reins, ce qui est logique puisque le travail de ces organes est d'éliminer les substances étrangères et les poisons du sang. Cela suggère que pour éviter que les nanoparticules ne soient filtrées du sang avant qu'elles n'atteignent la tumeur cible, les chercheurs pourraient avoir à contrôler les interactions de ces organes avec les nanoparticules.

Il se peut qu'il existe une chimie de surface des particules optimale, Taille, ou la forme requise pour accéder à chaque type d'organe ou de tissu. Une stratégie que les auteurs poursuivent consiste à concevoir des nanoparticules capables de répondre de manière dynamique aux conditions du corps en modifiant leurs surfaces ou d'autres propriétés, tout comme les protéines le font dans la nature. Cela peut les aider à éviter d'être filtrés par des organes tels que le foie, mais en même temps d'avoir les propriétés optimales nécessaires pour entrer dans les tumeurs.

Plus généralement, les auteurs soutiennent que, afin d'augmenter l'efficacité de livraison des nanoparticules, une stratégie à long terme systématique et coordonnée est nécessaire. Construire une base solide pour le domaine de la nanomédecine contre le cancer, les chercheurs devront en savoir beaucoup plus sur les interactions entre les nanoparticules et les différents organes du corps qu'ils ne le font aujourd'hui. À cette fin, Le laboratoire de Chan a développé des techniques pour visualiser ces interactions à travers des organes entiers en utilisant la microscopie optique 3D, une étude publiée dans ACS Nano cette semaine.

De plus, l'équipe a mis en place une base de données en ligne ouverte, appelé Cancer Nanomedicine Repository qui permettra la collecte et l'analyse de données sur l'efficacité de la livraison de nanoparticules à partir de n'importe quelle étude, peu importe où il est publié. L'équipe a déjà téléchargé les données recueillies pour le dernier article, mais lorsque la base de données sera mise en ligne en juin, des chercheurs du monde entier pourront ajouter leurs données et effectuer des analyses en temps réel pour leur domaine d'intérêt particulier.

« C'est un grand défi de collecter et de trouver des moyens de résumer les données d'une décennie de recherche, mais cet article sera extrêmement utile aux chercheurs dans le domaine, " précise le Pr Julie Audet (IBBME), un collaborateur à l'étude.

Wilhelm dit qu'il y a un long chemin à parcourir pour améliorer la traduction clinique des nanomédicaments contre le cancer, mais il est optimiste quant aux résultats. "De la première publication sur les liposomes en 1965 à leur première approbation pour une utilisation dans le traitement du cancer, il a fallu 30 ans, " dit-il. " En 2016, nous avons déjà beaucoup de données, il y a donc une chance que la traduction de nouveaux nanomédicaments contre le cancer à usage clinique puisse aller beaucoup plus vite cette fois. Notre méta-analyse fournit une « réalité » de l'état actuel de la nanomédecine contre le cancer et identifie les domaines de recherche spécifiques qui doivent être étudiés pour s'assurer qu'il y aura une traduction clinique rapide des développements en nanomédecine. »