Des chercheurs de Stanford ont accidentellement découvert que les nanoparticules de fer inventées pour le traitement de l'anémie avaient une autre utilité :déclencher la capacité du système immunitaire à détruire les cellules tumorales.

Les nanoparticules de fer peuvent activer le système immunitaire pour attaquer les cellules cancéreuses, selon une étude menée par des chercheurs de la Stanford University School of Medicine.

Les nanoparticules, qui sont disponibles dans le commerce sous forme de supplément de fer injectable ferumoxytol, sont approuvés par la Food and Drug Administration pour traiter l'anémie ferriprive.

L'étude sur la souris a révélé que le ferumoxytol incite les cellules immunitaires appelées macrophages associés aux tumeurs à détruire les cellules cancéreuses, suggérant que les nanoparticules pourraient compléter les traitements anticancéreux existants. La découverte, décrit dans un article publié en ligne le 26 septembre dans Nature Nanotechnologie , a été fait par accident alors qu'il testait si les nanoparticules pouvaient servir de chevaux de Troie en insufflant une chimiothérapie dans des tumeurs chez la souris.

"C'était vraiment surprenant pour nous que les nanoparticules aient activé les macrophages pour qu'ils commencent à attaquer les cellules cancéreuses chez la souris, " a déclaré Heike Daldrup-Link, MARYLAND, qui est l'auteur principal de l'étude et professeur agrégé de radiologie à l'École de médecine. "Nous pensons que ce concept devrait tenir chez les patients humains, trop."

L'équipe de Daldrup-Link a mené une expérience qui a utilisé trois groupes de souris :un groupe expérimental qui a obtenu des nanoparticules chargées de chimio, un groupe témoin qui a reçu des nanoparticules sans chimio et un groupe témoin qui n'en a eu ni. Les chercheurs ont fait l'observation inattendue que la croissance des tumeurs chez les animaux témoins qui n'avaient reçu que des nanoparticules était supprimée par rapport aux autres témoins.

Remettre les macrophages sur la bonne voie

Les chercheurs ont mené une série de tests de suivi pour caractériser ce qui se passait. Expérimenter avec des cellules dans un plat, ils ont montré que des cellules immunitaires appelées macrophages associés aux tumeurs étaient nécessaires à l'activité anticancéreuse des nanoparticules; en cultures cellulaires sans macrophages, les nanoparticules de fer n'ont eu aucun effet contre les cellules cancéreuses.

Avant la réalisation de cette étude, on savait déjà que chez les personnes en bonne santé, les macrophages associés aux tumeurs détectent et mangent les cellules tumorales individuelles. Cependant, les grosses tumeurs peuvent détourner les macrophages associés à la tumeur, les obligeant à cesser d'attaquer et à commencer à sécréter des facteurs qui favorisent la croissance du cancer.

L'étude a montré que les nanoparticules de fer ramènent les macrophages à leur état d'attaque du cancer, comme en témoigne le suivi des produits du métabolisme des macrophages et l'examen de leurs modèles d'expression génique.

Par ailleurs, dans un modèle murin de cancer du sein, les chercheurs ont démontré que le ferumoxytol inhibait la croissance tumorale lorsqu'il était administré en doses, ajusté au poids corporel, similaires à ceux approuvés par la FDA pour le traitement de l'anémie. Des études antérieures avaient montré que les nanoparticules sont métabolisées sur une période d'environ six semaines, et la nouvelle étude a montré que l'effet anticancéreux d'une dose unique de nanoparticules a diminué sur environ trois semaines.

Les scientifiques ont également testé si les nanoparticules pouvaient empêcher la propagation du cancer. Dans un modèle murin de cancer du poumon à petites cellules, les nanoparticules ont réduit la formation de tumeurs dans le foie, un site commun de métastase chez les souris et les humains. Dans un modèle distinct de métastase hépatique, le prétraitement avec des nanoparticules avant l'introduction des cellules tumorales a considérablement réduit le volume des tumeurs du foie.

Applications cliniques potentielles

Les résultats de l'étude suggèrent plusieurs applications possibles à tester dans des essais humains, dit Daldrup-Link. Par exemple, après une intervention chirurgicale pour enlever une tumeur potentiellement métastatique, les patients ont souvent besoin d'une chimiothérapie mais doivent attendre qu'ils se remettent de l'opération pour tolérer les effets secondaires graves de la chimiothérapie conventionnelle. Les nanoparticules de fer n'ont pas les effets secondaires toxiques de la chimiothérapie, suggérant qu'ils pourraient être administrés aux patients pendant la période de récupération chirurgicale.

"Nous pensons que cela pourrait combler le temps où le patient est très malade après la chirurgie, et aider à empêcher le cancer de se propager jusqu'à ce qu'ils soient en mesure de recevoir une chimiothérapie, " a déclaré Daldrup-Link.

Les nanoparticules peuvent également aider les patients cancéreux dont les tumeurs ne peuvent pas être complètement éliminées. "S'il reste des cellules tumorales après la chirurgie, la situation que les chirurgiens cancérologues appellent des marges positives, nous pensons que cela pourrait fonctionner d'y injecter des nanoparticules de fer, et les plus petites graines tumorales pourraient potentiellement être prises en charge par notre système immunitaire, " a déclaré Daldrup-Link.

Le fait que les nanoparticules soient déjà approuvées par la FDA accélère la capacité de tester ces applications chez l'homme, elle a ajouté.

Les nouvelles découvertes aideront également les chercheurs sur le cancer à effectuer des évaluations plus précises des combinaisons nanoparticules-médicaments, dit Daldrup-Link. « Dans de nombreuses études, les chercheurs considèrent simplement les nanoparticules comme des véhicules de médicaments, ", a-t-elle dit. "Mais ils peuvent avoir des effets intrinsèques cachés que nous n'apprécierons pas à moins d'examiner les nanoparticules elles-mêmes."