Les médecins aimeraient utiliser toutes sortes de nanoparticules dans le corps, par exemple pour construire des images détaillées de l'anatomie et de la maladie, et pour administrer des médicaments anticancéreux au plus profond du tissu tumoral. Cependant, des millions d'années d'évolution ont équipé le corps pour identifier et rejeter les particules étrangères, même des nanoparticules. Et donc un défi majeur dans l'utilisation de la nanomédecine a été l'efficacité malheureuse du système immunitaire à répondre à ce qu'il considère comme une infection, au mieux en éliminant les nanoparticules avant qu'elles ne puissent atteindre leurs objectifs, et au pire, conduisant à une réaction immunitaire excessive dangereuse qui crée des effets secondaires et des risques graves.

Une étude du Centre du cancer de l'Université du Colorado publiée aujourd'hui dans la revue Nature Nanotechnologie décrit une étape importante dans l'activation du système immunitaire contre les nanoparticules. La découverte pourrait permettre aux chercheurs et éventuellement aux médecins de dissimuler des nanoparticules contre le système immunitaire, permettant à ces particules de vaquer à leurs occupations thérapeutiques.

Précédemment, le laboratoire de l'investigateur du CU Cancer Center, Dmitri Simberg, Doctorat., a montré que les protéines sanguines (collectivement appelées couronne protéique) recouvrent les nanoparticules, les marquant pour une attaque du système immunitaire. En particulier, le laboratoire Simberg a montré que l'un des composants les plus importants du système immunitaire, à savoir le système du complément, ne peut pas attaquer les nanoparticules à moins qu'elles ne soient recouvertes d'une couronne de protéines. Le laboratoire de Simberg montre maintenant une autre étape de ce processus :les anticorps naturels au sein de la couronne protéique sont responsables de la capacité du système du complément à reconnaître et à attaquer les nanoparticules.

"Essentiellement, nous avons constaté que le dépôt de C3 sur les nanoparticules (et donc l'activation du système immunitaire contre les nanoparticules) dépend vraiment des anticorps naturels dans le sang de chaque personne, " dit Simberg, qui est également professeur agrégé à la Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. "Nous pouvons supprimer ces anticorps et il y a très peu d'activation du système du complément. Ensuite, nous pouvons rajouter ces anticorps et il y a activation.

L'étude, qui a été fait en collaboration avec Moein Moghimi, Doctorat., Professeur à l'Université de Newcastle au Royaume-Uni, a examiné la capacité d'une protéine prévalente du système du complément, connu sous le nom de C3, pour trouver et attaquer les produits pharmaceutiques anticancéreux à base de nanoparticules largement utilisés LipoDox et Onivyde, (ainsi que le supplément d'oxyde de fer à base de nanoparticules Feraheme). Lorsque Simberg et ses collègues ont épuisé les anticorps appelés immunoglobulines du sang de donneurs sains et de patients cancéreux, la capacité de C3 à trouver et à marquer ces nanoparticules a été réduite de 70 à 95 %. Lorsque l'équipe a restauré les immunoglobulines, ils ont de nouveau vu l'accumulation de C3 sur ces nanomédicaments.

"Notre mémoire immunologique est constituée d'anticorps qui nous aident à reconnaître les agents pathogènes que nous avons pu rencontrer il y a longtemps. Chaque personne possède un ensemble d'anticorps naturels qui reconnaissent les nanoparticules. La réactivité individuelle d'une personne à un type spécifique de nanoparticule dépend de certains l'étendue de la quantité de ces anticorps qu'une personne possède. Il existe une variabilité :une personne peut avoir plus d'anticorps qui reconnaissent un certain type de nanoparticule, tandis qu'une autre personne a des anticorps différents qui reconnaissent un autre type de nanoparticule, " dit Simberg.

"Ce qui est vraiment excitant, c'est que tous ces anticorps ne semblent pas se lier aux nanoparticules nues. La particule doit être recouverte d'une couronne de protéines - la liaison de ces anticorps est beaucoup plus efficace lorsque ces autres protéines adhèrent d'abord aux nanoparticules, " dit Simberg.

La poursuite des travaux espère découvrir l'origine et la source des anticorps qui reconnaissent les nanoparticules, offrant une image plus claire des raisons pour lesquelles certaines personnes présentent une sur-réponse immunitaire en réaction aux médicaments à base de nanoparticules. En comprenant comment les anticorps reconnaissent les nanoparticules, Simberg et son équipe espèrent développer des moyens de bloquer sélectivement cette action, conduisant à plus d'effets et moins d'effets secondaires des nanomédicaments.