Les chercheurs ont découvert que l'encre de seiche, une suspension noire pulvérisée par la seiche pour dissuader les prédateurs, contient des nanoparticules qui inhibent fortement la croissance des tumeurs cancéreuses chez la souris. Les nanoparticules sont constituées majoritairement de mélanine en poids, avec les acides aminés, monosaccharides (sucres simples), métaux, et d'autres composés. Les chercheurs ont montré que les nanoparticules modifient la fonction immunitaire dans les tumeurs, et lorsqu'il est combiné avec l'irradiation, peut presque complètement inhiber la croissance tumorale.

Les chercheurs, dirigé par Pang-Hu Zhou à l'hôpital Renmin de l'université de Wuhan et Xian-Zheng Zhang au département de chimie de l'université de Wuhan, ont publié un article sur la capacité des nanoparticules de l'encre de seiche à inhiber la croissance tumorale dans un récent numéro de ACS Nano .

"Nous avons trouvé des nanoparticules naturelles d'encre de seiche avec une bonne biocompatibilité qui peuvent efficacement réaliser simultanément une immunothérapie tumorale et une thérapie photothermique, " a dit Zhang Phys.org . "Cette découverte pourrait inspirer une plus grande exploration des matériaux naturels pour des applications médicales."

L'immunothérapie tumorale consiste à combattre le cancer en stimulant le système immunitaire de l'organisme. Une stratégie consiste à cibler les leucocytes, ou des globules blancs. Les macrophages sont les leucocytes prédominants trouvés dans certaines tumeurs, et ils peuvent prendre l'une des deux formes :M1 ou M2. Le phénotype M1 engloutit et détruit les cellules tumorales par le processus de phagocytose et avec l'activation des cellules T (autres globules blancs). Dans le phénotype M2, d'autre part, cette fonction immunitaire est supprimée, permettant à la croissance tumorale de se poursuivre sans contrôle. Dans les environnements tumoraux, le phénotype M2 est presque toujours plus nombreux que le phénotype M1.

Récemment, les chercheurs ont travaillé sur le développement de petites molécules et d'anticorps qui peuvent convertir les macrophages protumoraux M2 en macrophages antitumoraux M1. À la fois, ils conçoivent des nanoparticules telles que des agents photothermiques qui, lorsqu'il est exposé à l'irradiation, détruire localement les cellules cancéreuses par ablation thermique. Ces agents peuvent être intégrés dans des nanoparticules synthétisées, puis potentiellement administrés aux patients. L'un des inconvénients, cependant, est que ces nanoparticules synthétiques sont chères et nécessitent des méthodes de préparation compliquées.

En raison de ces coûts, certains chercheurs se sont tournés vers la nature pour trouver des alternatives. Des recherches antérieures ont montré que certains composés naturels, y compris ceux trouvés dans les algues brunes et certaines bactéries, contiennent des polysaccharides qui ont la capacité de reprogrammer les macrophages du type M2 au type M1.

Dans le nouveau journal, les chercheurs ont découvert que les nanoparticules d'encre de seiche, qui sont sphériques et d'environ 100 nm de diamètre, ont aussi cette capacité. Après avoir confirmé la biocompatibilité de ces nanoparticules, les chercheurs ont effectué plusieurs expériences à la fois in vitro avec des cellules tumorales et in vivo avec des souris atteintes de tumeurs. Dans le in vitro expériences, les chercheurs ont découvert que l'irradiation des nanoparticules avec une irradiation dans le proche infrarouge tuait environ 90 % des cellules tumorales, bien que les nanoparticules ne présentaient presque aucune cytotoxicité sans irradiation. Les chercheurs ont expliqué que la teneur élevée en mélanine des nanoparticules joue un rôle clé dans le processus d'irradiation, car la mélanine a une capacité de conversion photothermique intrinsèquement bonne.

Chez la souris, le traitement aux nanoparticules s'est avéré efficace aussi bien seul qu'en combinaison avec une irradiation, bien que l'irradiation ait encore amélioré le résultat. L'imagerie bioluminescente a révélé que les souris traitées présentaient une bioluminescence tumorale significativement inférieure à celle des témoins, indiquant des métastases considérablement réduites sur les organes internes. Les souris traitées à la fois avec des nanoparticules et une irradiation ont présenté une inhibition presque complète de la croissance tumorale.

En effectuant une analyse génétique, les chercheurs ont identifié 194 gènes différentiellement exprimés impliqués dans les fonctions immunitaires qui étaient associés à la régulation de la réponse inflammatoire et à la destruction des cellules, et qui ont été régulés à la hausse ou à la baisse par le traitement. L'analyse a indiqué qu'une certaine voie de signalisation est responsable de la conversion des macrophages M2 en macrophages M1. Ce mécanisme conduit non seulement à la phagocytose des cellules tumorales, mais stimule également le système immunitaire pour produire divers facteurs antitumoraux, qui jouent tous un rôle dans l'inhibition de la croissance tumorale.

À l'avenir, les chercheurs prévoient d'explorer d'autres matériaux naturels qui ont des propriétés anticancéreuses.

« Notre équipe de recherche étudie actuellement le potentiel biomédical de matériaux naturels tels que les cheveux, encre de seiche, bactéries, champignons, et même les cellules du corps humain en tant que vecteur de médicament thérapeutique, " a déclaré Zhang. " En s'inspirant de la nature et en tirant parti de ses propres caractéristiques, nous nous attendons à trouver des recherches précieuses qui fourniront des solutions nouvelles et efficaces pour le traitement des maladies cliniques. »

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