Les thérapies anticancéreuses modernes visent à attaquer les cellules tumorales tout en épargnant les tissus sains. Une équipe interdisciplinaire de chercheurs du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) et de la FU Berlin a réalisé des progrès importants dans ce domaine :les scientifiques ont produit de minuscules nanoparticules conçues pour cibler spécifiquement les cellules cancéreuses. Ils peuvent naviguer directement vers les cellules tumorales et visualiser celles qui utilisent des techniques d'imagerie avancées. Tant dans les boîtes de Pétri que dans les modèles animaux, les scientifiques ont pu guider efficacement les nanoparticules vers les cellules cancéreuses. La prochaine étape consiste à combiner la nouvelle technique avec des approches thérapeutiques.

Les chercheurs du HZDR commencent avec de minuscules, des nanoparticules biocompatibles constituées de polyglycérols dits dendritiques qui servent de molécules porteuses. "On peut modifier ces particules et introduire diverses fonctions, " explique le Dr Kristof Zarschler, associé de recherche à l'Institut de recherche radiopharmaceutique sur le cancer du HZDR. "Par exemple, nous pouvons attacher un fragment d'anticorps à la particule qui se lie spécifiquement aux cellules cancéreuses. Ce fragment d'anticorps est notre fraction de ciblage qui dirige la nanoparticule vers la tumeur."

La cible des nanoparticules modifiées est un antigène connu sous le nom d'EGFR (récepteur du facteur de croissance épidermique). Dans certains types de cancer, comme le cancer du sein ou les tumeurs de la tête et du cou, cette protéine est surexprimée à la surface des cellules. « Nous avons pu montrer que nos nanoparticules conçues interagissent préférentiellement avec les cellules cancéreuses via ces récepteurs, " confirme le Dr Holger Stephan, leader du groupe Nanoscalic Systems au HZDR. "Dans des tests de contrôle avec des nanoparticules similaires qui avaient été modifiées avec un anticorps non spécifique, significativement moins de nanoparticules accumulées au niveau des cellules tumorales."

Les scientifiques ont étudié de manière intensive le comportement des nanoparticules à la fois dans des cultures cellulaires et dans un modèle animal. Dans ce but, ils ont fourni aux nanoparticules des caractéristiques de rapporteur supplémentaires, comme l'explique Kristof Zarschler :« Nous avons utilisé deux possibilités complémentaires. En plus des anticorps, nous avons attaché des molécules de colorant et des radionucléides aux nanoparticules. La molécule de colorant émet dans le spectre proche infrarouge qui pénètre dans le tissu et peut être visualisée avec un microscope approprié. Le colorant révèle ainsi où se situent exactement les nanoparticules." Le radionucléide, cuivre-64, remplit un objectif similaire. Il émet un rayonnement qui est détecté par un scanner TEP (tomographie par émission de positons). Les signaux peuvent ensuite être convertis en une image tridimensionnelle qui visualise la distribution des nanoparticules dans l'organisme.

Excellentes propriétés dans les organismes vivants

Grâce à ces techniques d'imagerie, les chercheurs ont pu montrer que l'accumulation de nanoparticules dans le tissu tumoral atteint un maximum deux jours après l'administration à des souris. Les nanoparticules marquées sont ensuite éliminées par les reins sans être une charge pour l'organisme. "Ils sont apparemment idéaux en taille et en propriétés, " explique Holger Stephan. " Les particules plus petites sont filtrées du sang en quelques heures seulement et n'ont donc qu'un impact à court terme. Si, d'autre part, les particules sont trop grosses, ils s'accumulent dans la rate, le foie ou les poumons et ne peuvent pas être éliminés du corps par les reins et la vessie. ainsi que sur son profil d'excrétion.

Dans les expériences futures, les chercheurs du HZDR veulent tester s'ils peuvent modifier leur système pour transporter d'autres composants. Kristof Zarschler décrit les plans :« Vous pouvez prendre ces nanoparticules et les fonctionnaliser avec une substance active. Ensuite, vous pouvez administrer un médicament directement à la tumeur. Il pourrait s'agir d'un radionucléide thérapeutique qui détruit les cellules tumorales. Il est également possible d'attacher des fragments d'anticorps spécifiques de protéines autres que l'EGFR pour cibler différents types de cancer.