Un élément appelé gadolinium délivré dans les cellules cancéreuses libère des électrons tueurs lorsqu'il est touché par des rayons X spécialement réglés. L'approche, publié dans la revue Rapports scientifiques , pourrait ouvrir la voie à une nouvelle radiothérapie anticancéreuse.

"Notre méthode ouvre la possibilité d'amplifier sélectivement l'effet des rayons X sur le site tumoral, " déclare Kotaro Matsumoto de l'Institut des sciences intégrées des cellules et des matériaux de l'Université de Kyoto (iCeMS), qui a développé la technique avec Fuyuhiko Tamanoi et ses collègues au Japon, Viêt Nam, et les États-Unis. « Cela résout l'un des problèmes majeurs des radiothérapies actuelles, où seule une petite quantité de rayons X atteint réellement la tumeur."

Les radiothérapies conventionnelles utilisent des rayons X polychromatiques, composé de différents niveaux d'énergie, les rayons X de faible énergie ne réussissant pas à pénétrer la surface du corps. Rayons X monochromatiques, d'autre part, ont le même niveau d'énergie réglé avec précision. S'ils pouvaient viser des éléments chimiques libérant des électrons à l'intérieur des tumeurs, ils pourraient être dommageables.

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé des nanoparticules de silice spécialement conçues et chargées de l'élément chimique gadolinium. Les cellules cancéreuses dans une culture tumorale 3-D ont effectivement consommé les particules après un jour d'incubation. Les particules spécifiquement situées juste à l'extérieur des noyaux des cellules tumorales, où se trouve leur machinerie la plus critique.

Au synchrotron SPring-8 à Harima, Japon, les chercheurs ont dirigé des rayons X monochromatiques sur des échantillons de tumeurs contenant des nanoparticules chargées de gadolinium.

Les rayons X réglés à un niveau d'énergie de 50,25 kiloélectronvolts (keV) qui ont ciblé les échantillons pendant 60 minutes ont complètement détruit les cellules cancéreuses deux jours après l'irradiation.

Le réglage des rayons X à un niveau d'énergie juste en dessous de 50,25 keV n'a pas eu le même effet. Les chercheurs expliquent que les rayons X sont spécifiquement réglés pour que leur énergie puisse être absorbée par le gadolinium. Quand ils l'ont touché, le gadolinium libère des électrons de faible énergie dans la cellule cancéreuse, endommager ses composants vitaux, y compris l'ADN, et le tuer.

Les rayons X n'ont eu aucun effet sur les cellules qui ne contenaient pas de nanoparticules chargées de gadolinium.

"Notre étude démontre qu'un nouveau type de radiothérapie pour le cancer peut être développé, ", dit Tamanoi. "Nous pouvons nous attendre à une radiothérapie avec une efficacité accrue et moins d'effets secondaires."