Les grandes découvertes viennent en petits paquets. Peu le savent mieux qu'Ann-Marie Broome, Doctorat., qui pense que la nanotechnologie détient l'avenir de la médecine avec sa capacité à fournir des médicaments puissants en minuscules, forfaits design.

Ses dernières recherches trouvent l'application parfaite :cibler les cellules cancéreuses des tumeurs cérébrales.

Résultats de son article récent publié en ligne dans la revue internationale Nanomédecine - Future Medicine a découvert qu'un nanosupport lipidique conçu pour être suffisamment petit pour franchir la barrière hémato-encéphalique pourrait être ciblé pour administrer un médicament chimiothérapeutique plus efficacement aux cellules tumorales dans le cerveau. Des études in vivo ont montré une absorption spécifique et une destruction accrue dans les cellules gliales, à tel point que Broome a d'abord remis en question les résultats.

« J'ai été très surpris de l'efficacité et de la qualité de son fonctionnement une fois que nous avons introduit le nanosupport dans ces cellules, " elle a dit, expliquant que les premiers résultats étaient si prometteurs qu'elle a demandé à son équipe de répéter les expériences, en utilisant différentes lignées cellulaires, les quantités de dosage et les temps de traitement. Les chercheurs et les cliniciens sont enthousiastes car cela ouvre potentiellement la voie à une nouvelle option de traitement pour les patients atteints de certaines conditions, comme le glioblastome multiforme (GBM), l'objet de cette étude.

Le glioblastome multiforme est une maladie dévastatrice sans options curatives en raison de plusieurs défis, dit Broome, qui est le directeur de l'imagerie moléculaire du Centre d'imagerie biomédicale de l'Université médicale de Caroline du Sud et directeur de l'imagerie des petits animaux du Hollings Cancer Center. La tumeur cérébrale a une mortalité globale importante, en partie à cause de son emplacement, la difficulté du traitement chirurgical et l'impossibilité de faire passer les médicaments à travers la barrière hémato-encéphalique, une barrière protectrice conçue pour maintenir un environnement stable à l'intérieur et autour du cerveau.

Dans 40 pour cent des cas, les traitements standards prolongeront l'espérance de vie de 4 à 7 mois. "C'est vraiment un résultat lamentable. Il existe de meilleures façons de fournir des soins de qualité."

C'est là qu'interviennent Broome et son laboratoire de nanotechnologie.

La nanotechnologie est la médecine, ingénierie, chimie, et la biologie tous regroupés et menés à l'échelle nanométrique, entre la plage de 1 à 1, 000 nanomètres. En comparaison, une fine page de journal fait environ 100, 000 nanomètres d'épaisseur. Broome et son équipe ont pris ce qu'ils savent sur la biologie du cancer et du facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF), l'une des nombreuses protéines du facteur de croissance qui régule la croissance et la division cellulaires et est également surexprimée sur les cellules tumorales dans le cerveau. Dans cet esprit, ils ont conçu une micelle qui est un nanosupport phospholipidique, "un peu de gros globule, " pour administrer une dose concentrée du médicament chimiothérapeutique témozolomide (TMZ) aux cellules tumorales du GBM.

"Les micelles d'une certaine taille traverseront la barrière hémato-encéphalique en transportant une quantité concentrée de TMZ, " a-t-elle expliqué sur le fonctionnement de la nanotechnologie. " Le PDGF s'utilise un peu comme une adresse postale. La micelle le met dans la rue, et le PDGF l'apporte à la maison. "Cette capacité de ciblage est importante parce que les chercheurs ont appris qu'il est probable que le GBM se reproduise, elle a dit.

« On pense que les cellules satellites laissées après l'ablation chirurgicale sont celles qui se développent le plus rapidement et les plus dangereuses. Nous essayons de tuer ces cellules satellites à croissance rapide qui deviendront de nouvelles tumeurs à cet endroit ou à d'autres. Ces tumeurs satellites se développent plus agressivement que les autres, il faut les frapper fort, rapide et agressive."

Étonnamment, la nanotechnologie fait déjà partie de la vie quotidienne à bien des égards que les gens ne réalisent pas. Il est utilisé dans tout, du maquillage comme hydratants ou écrans solaires UV à la crème glacée pour maintenir les températures glaciales et les textures crémeuses.

En médecine, Broome a dit, les chercheurs construisent des nanoporteurs stables et furtifs. "Vos cellules immunitaires ne peuvent pas les attaquer. Elles restent cachées." Lorsque le colis arrive là où il va, les nanotechnologues disposent de diverses méthodes pour amener les micelles à libérer leurs charges utiles. L'une d'elles consiste à utiliser la nature acide d'une tumeur à croissance rapide. En circulation normale, le pH du sang est légèrement alcalin et la micelle reste intacte. Ce que les chercheurs ont découvert, c'est que dans de nombreux types de tumeurs, le pH change radicalement en un environnement acide.

"Pendant que la tumeur grandit, il crée des sous-produits de déchets et des métabolites qui modifient le pH, l'abaissant ainsi. Au fur et à mesure que le centre devient plus nécrotique, ça devient encore plus acide."

Le changement de pH déclenche une libération du médicament de nos micelles là où les cliniciens veulent qu'il aille pour réduire la toxicité pour le reste du corps, elle a dit.

"Nous profitons de l'environnement naturel de la tumeur ainsi que de l'expression cellulaire. Je suis un grand partisan de la compréhension que le microenvironnement a un impact sur la façon dont vous pouvez traiter les tumeurs. C'est probablement pourquoi tant de thérapies échouent - parce que vous devez prendre compte du système immunitaire, l'environnement local, et les cellules elles-mêmes - ces trois éléments sont des considérations importantes."

C'est pourquoi la nanotechnologie a un avantage dans l'élaboration des futurs traitements contre le cancer.

"Il est très important que le public reconnaisse que la nanotechnologie est l'avenir. Elle a un impact sur tellement de domaines différents. Elle a un impact clair sur la biologie du cancer et a potentiellement un impact sur les cancers qui sont inaccessibles, incurable, undrugguable - qui, dans des circonstances normales, sonne finalement le glas. » La chercheuse et clinicienne Amy Lee Bredlau, MARYLAND., directeur du programme de tumeurs cérébrales pédiatriques de MUSC Health, qui faisait également partie de l'étude. Broome a déclaré qu'elle aimait avoir le point de vue d'un clinicien dans le laboratoire pour concentrer le groupe sur les résultats translationnels pour les patients.

"C'est pourquoi c'est si gratifiant de travailler avec Amy Lee. Elle travaille avec de nombreux cancers pour lesquels il n'y a pas d'options. Nous essayons de proposer des options."

Bredlau a accepté. "Cet article est passionnant car il démontre une nouvelle approche pour le traitement des tumeurs cérébrales, combinant le ciblage nanotechnologique vers un marqueur de tumeurs cérébrales avec un système de délivrance spécialisé. Cela nous permettra à terme de cibler les tumeurs cérébrales agressives de l'enfant et de l'adulte."

Bredlau a déclaré qu'elle prenait du temps de sa pratique clinique pour être dans le laboratoire de recherche de Broome parce qu'elle savait que c'était la meilleure façon d'accélérer le processus.

"Je suis passionné par l'amélioration de la vie de mes patients, maintenant et dans le futur. Faire progresser la recherche maintenant est le meilleur moyen d'améliorer la vie de mes patients à venir."

Bredlau considère que la nanotechnologie a le pouvoir de révolutionner le traitement des tumeurs cérébrales. "Quand nous perfectionnerons cette stratégie, nous serons en mesure de délivrer des chimiothérapies puissantes uniquement dans la zone qui en a besoin. Cela améliorera considérablement nos taux de guérison tout en supprimant une grande partie de nos effets secondaires de la chimiothérapie. Imaginez un monde où un diagnostic de cancer non seulement ne mettrait pas la vie en danger, mais ne signifiait pas non plus que vous seriez fatigué, nausées ou perdre vos cheveux."

Bien qu'enthousiasmé par les résultats de l'étude, Broome prévient qu'il reste encore beaucoup de travail à faire avant que de nouvelles options de traitement ne soient facilement disponibles pour les patients.

"Il peut être efficace ou non pour tous les types de GBM. Il existe des sous-types ainsi que des GBM résistants aux traitements que ces nanotransporteurs peuvent ne pas avoir d'impact. Nous devons poursuivre des tests rigoureux pour vérifier et valider nos premiers résultats."

Ils exploreront un champ en expansion de biomarqueurs ciblés disponibles pour les cellules tumorales GBM. Comme cela est courant dans le cancer du sein et d'autres types de cancer, ce cancer possède des récepteurs spécifiques de la surface cellulaire qui sont surexprimés, elle a dit.

Et bien que le médicament TMZ dans ce protocole fonctionne très efficacement, ce n'est peut-être pas le meilleur médicament pour la majorité des gens, elle a dit. « Maintenant que nous savons que nous pouvons amener le médicament à son emplacement désigné et le faire fonctionner efficacement, nous avons un comparateur. Nous pouvons tester des combinaisons plus mortelles et différentes de médicaments qui n'ont jamais été utilisées auparavant dans ce scénario."

Cette méthode d'administration de médicaments ouvre également de nouvelles perspectives aux traitements d'immunothérapie qui sont reconnus à l'échelle internationale. Broome veut prendre des produits chimiothérapeutiques et les combiner avec de nouveaux traitements immuno-thérapeutiques pour former des packages d'administration combinés uniques.

C'est ambitieux.

Broome, dont l'équipe plaisante qu'elle garde "un long, liste courante des tâches impossibles, " a déclaré que le travail se traduit également dans tant de domaines au-delà du cancer, y compris les accidents vasculaires cérébraux, transplantation et médecine régénérative, où il pourrait être utilisé par exemple dans la cicatrisation des plaies en dermatologie ou le maintien d'organes en transplantation. C'est l'une des raisons pour lesquelles elle a soumis ses dernières recherches à une revue internationale, car elle souhaite accélérer les progrès de la nanotechnologie, un domaine qu'elle a sans aucun doute changera la façon dont la médecine est faite.

"Ils sont la principale raison pour laquelle je continue à faire ce que je fais, ", a-t-elle dit à propos des patients qui font face à des diagnostics sombres. "Ils me donnent de l'espoir. Les possibilités de la nanothérapie sont infinies et brillantes."