Les scientifiques ont signalé une nouvelle approche pour traiter le cancer du poumon avec des nanoparticules inhalées développées à la Wake Forest School of Medicine, partie de Wake Forest Baptist Health.

Dans cette étude de preuve de concept, Dawen Zhao, MARYLAND., Doctorat., professeur agrégé de génie biomédical à la Wake Forest School of Medicine, ont utilisé un modèle murin pour déterminer si les tumeurs pulmonaires métastatiques répondaient à un système d'immunothérapie à nanoparticules inhalables combiné à la radiothérapie couramment utilisée pour traiter le cancer du poumon.

L'étude est publiée dans le numéro actuel de Communication Nature .

Le cancer du poumon est le deuxième cancer le plus fréquent et la principale cause de décès par cancer chez les hommes et les femmes. Plus de personnes meurent du cancer du poumon que du côlon, cancers du sein et de la prostate confondus. Bien que l'immunothérapie soit prometteuse, il fonctionne actuellement chez moins de 20 % des patients atteints d'un cancer du poumon.

Des preuves cliniques significatives suggèrent qu'au moment du diagnostic, les tumeurs de la plupart des patients sont faiblement infiltrées par les cellules immunitaires. Cet environnement immunitaire « froid » dans les tumeurs empêche le système immunitaire du corps de reconnaître et d'éliminer les cellules tumorales.

Surmonter cet environnement tumoral immunosuppresseur pour attaquer efficacement le cancer est actuellement un domaine de grand intérêt pour la communauté scientifique, dit Zhao.

Des approches antérieures ont impliqué l'injection directe d'immunomodulateurs dans les tumeurs pour stimuler leur réponse immunitaire. Cependant, cette approche est généralement limitée aux tumeurs de surface et facilement accessibles, et peut devenir moins efficace si des injections répétées sont nécessaires pour maintenir la réponse immunitaire.

"Le but de notre recherche était de développer un nouveau moyen de convertir des tumeurs froides en tumeurs chaudes, tumeurs immuno-sensibles, " a déclaré Zhao. "Nous voulions que ce soit non invasif sans injection d'aiguille, capable d'accéder à plusieurs tumeurs pulmonaires à la fois, et être sûr pour une utilisation répétée. Nous espérions que cette nouvelle approche renforcerait le système immunitaire du corps pour lutter plus efficacement contre le cancer du poumon."

Le système d'immunothérapie à nanoparticules développé par Zhao et son équipe a délivré des immunostimulants par inhalation à un modèle murin de cancer du poumon métastatique. La nanoparticule chargée d'immunostimulants qui, lorsqu'il est déposé dans les sacs aériens pulmonaires, ont été absorbés par un type spécifique de cellules immunitaires, appelées cellules présentatrices d'antigène (APC).

L'immunostimulant, cGAMP, dans la nanoparticule a ensuite été libérée à l'intérieur de la cellule, où la stimulation d'une voie immunitaire particulière (STING) a activé la cellule APC, qui est une étape critique pour induire une réponse immunitaire systémique.

L'équipe a également montré que la combinaison de l'inhalation de nanoparticules avec un rayonnement appliqué à une partie d'un poumon entraînait une régression des tumeurs dans les deux poumons et une survie prolongée des souris. En outre, l'équipe a signalé qu'il a complètement éliminé les tumeurs pulmonaires chez certaines des souris.

Grâce à des études mécanistiques, l'équipe a ensuite confirmé que le système d'inhalation convertissait ces tumeurs initialement froides dans les deux poumons en tumeurs chaudes favorables à une immunité anticancéreuse robuste.

L'immunothérapie inhalable de Zhao présente plusieurs avantages clés par rapport aux méthodes précédentes, en particulier la capacité d'accéder aux tumeurs pulmonaires profondes car l'aérosol porteur de nanoparticules a été conçu pour atteindre toutes les parties du poumon, et la faisabilité d'un traitement répété en utilisant une formulation aérosol non irritante.

Le traitement s'est avéré bien toléré et sûr sans causer de détresse immunitaire indésirable chez les souris.

Les chercheurs de la Wake Forest School of Medicine ont déposé une demande de brevet provisoire pour le système d'immunothérapie à nanoparticules inhalables.