Les médecins utilisent les rayonnements pour traiter le cancer depuis plus de cent ans, mais il a toujours été un art délicat de diriger le traitement en évitant les tissus sains.

Pour les aider, des scientifiques de l'Université de Chicago ont conçu une armée de minuscules nanoparticules métalliques et organiques en forme de fleur qui délivrent un coup de poing :d'abord en renforçant les effets des radiations sur le site de la tumeur, puis en redémarrant le système immunitaire pour rechercher tout ce qui reste tumeurs.

La recherche, publié le 26 mars dans Nature Génie Biomédical , a conduit à une molécule candidate qui débute actuellement les essais cliniques de phase 1.

Wenbin Lin, le James Franck Professor of Chemistry and Radiation &Cellular Oncology à l'Université de Chicago, travaille depuis plus de 20 ans avec une classe de matériaux appelés charpentes métallo-organiques (MOF). Ces matériaux spongieux sont ainsi nommés car ils combinent des nœuds métalliques avec des liants organiques. Un élément chaud en chimie aujourd'hui, ils sont à l'étude pour des applications allant des cellules solaires aux capteurs, car ils sont hautement fonctionnels et peuvent être construits avec un certain nombre de composants différents.

Parce qu'ils peuvent être fabriqués à partir de matériaux biodégradables, Le laboratoire de Lin a vu le potentiel d'un nouveau traitement contre le cancer.

L'idée est d'injecter les petites armatures dans la tumeur. " Lors d'une irradiation aux rayons X, ils produisent des molécules très réactives qui ne voyagent pas loin du site d'injection - elles s'accrochent et restent là où vous les mettez, " dit Lin. Les armatures absorbent mieux les radiations que les tissus, administrer une dose supplémentaire de rayonnement à la tumeur.

Le rayonnement déclenche une pluie de composés oxygénés réactifs qui sont toxiques pour toutes sortes de parties de la cellule :"Protéines, lipides, ils mâchent n'importe quelle molécule biologique, " a déclaré Lin. (C'est important parce que plus un traitement touche de parties d'une cellule, plus il est difficile pour les cellules cancéreuses de muter pour l'éviter.)

Ensuite, le deuxième coup de poing :la conception MOF peut incorporer un type de molécule appelé inhibiteur d'IDO. Cet inhibiteur, d'une classe de traitements contre le cancer appelée immunothérapie par blocage des points de contrôle, contrecarre une astuce courante que les cellules cancéreuses utilisent pour échapper au système immunitaire du corps. Une fois le blocus engagé, Les lymphocytes T peuvent se précipiter pour attaquer. Chez la souris, l'étude a révélé que cela aidait à tuer les tumeurs cachées ailleurs dans le corps, pas seulement au site de l'injection.

"En théorie, il pourrait abaisser la dose pour guérir de nombreux cancers, ce qui est un grand progrès car toute quantité que nous pouvons réduire le rayonnement signifie moins de complications, " a déclaré le co-auteur de l'étude Ralph Weichselbaum, le professeur Daniel K. Ludwig Distinguished Service et président du département de radiologie et d'oncologie cellulaire, "Et nous espérons également que l'activation potentielle du système immunitaire peut nous aider à traiter des tumeurs que nous ne pouvons tout simplement pas atteindre aujourd'hui."

Le laboratoire de Lin travaille depuis des années pour perfectionner le design. "Nous avons tellement appris et fait des progrès passionnants, " a déclaré Lin. " La perspective de développer une technologie qui pourrait faire progresser l'immunothérapie est extrêmement enrichissante. "

« C'est vraiment ce qu'il y a de bien à propos de l'Université :mon laboratoire d'oncologie peut travailler avec des physiciens pour faire progresser un traitement contre le cancer comme celui-ci, ", a déclaré Weichselbaum.

Lin a fondé une startup pour mettre la technologie à l'application appelée RiMO Therapeutics, avec l'aide du Centre Polsky pour l'entrepreneuriat et l'innovation. La société parraine l'essai clinique de phase 1 en cours.