Des scientifiques de l'Université fédérale Immanuel Kant Baltic (IKBFU) et de l'Université nationale des sciences et de la technologie "MISiS" ont étudié comment les nanoparticules magnétiques affectent les cellules cancéreuses dans le foie humain. De l'avis des auteurs, cette recherche aidera à traiter l'oncologie. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Nanoconvergence .

En raison de leurs propriétés uniques, les nanoparticules magnétiques peuvent être utilisées pour le diagnostic thérapeutique et le traitement personnalisé des maladies cancéreuses, ainsi qu'être un agent de contraste efficace pour l'examen IRM et l'imagerie des tumeurs.

On sait que les cellules cancéreuses humaines peuvent absorber des nanoparticules magnétiques. Cette propriété peut être utilisée en cancérothérapie d'au moins trois façons :échauffement local d'une tumeur lorsqu'elle est exposée à un champ magnétique variable (hyperthermie magnétique), livraison ciblée de médicaments, ou les effets cytotoxiques sélectifs des nanoparticules sur les cellules cancéreuses.

Les scientifiques du laboratoire IKBFU de nouveaux matériaux magnétiques ont étudié les particularités de l'influence des nanoparticules sur les organites cellulaires et se sont familiarisés en détail avec les particularités des processus intracellulaires en utilisant différentes lignées de cellules cancéreuses du foie. Les petits objets tels que les nanoparticules peuvent être facilement « mangés » par les cellules, mais cela n'arrive pas toujours—dans certains cas, les nanoparticules peuvent endommager la structure d'une cellule, le pénétrer et le tuer. En ajoutant des nanoparticules d'oxyde de fer de formes diverses au milieu nutritif des cellules, les scientifiques ont pu vérifier le degré et la nature des changements dans la culture cellulaire.

Selon les auteurs de l'étude, le comportement des cellules cancéreuses dépend de la concentration de nanoparticules dans la solution et, le plus important, le type de cancer. Le fait est que différentes cellules réagissent différemment aux mêmes particules. Cela permet de créer un instrument à base de nanoparticules, en supprimant sélectivement les cellules cancéreuses tout en gardant intactes les cellules saines.

Des scientifiques ont mené des expériences sur la façon dont les cellules cancéreuses du foie humain réagissent à divers types de nanoparticules magnétiques. Ils ont découvert que les nanocubes et les nanoclusters d'oxyde de fer sont capables d'activer certains gènes qui donnent une « commande d'autodestruction » aux cellules cancéreuses du foie. Cette découverte met en lumière les mécanismes qui régulent la mort cellulaire causée par la cytotoxicité des nanoparticules.

Maxime Abakoumov, co-auteur de la recherche, Le responsable du laboratoire de matériaux biomédicaux NUST "MISiS" a déclaré :"Le mécanisme d'effet toxique est associé à la perméabilité progressive des membranes lysosomales dans les hépatocytes, qui provoque les processus d'apoptose et d'autophagie, essentiellement, 'la mort cellulaire.'"

Selon Valeria Rodionova, le responsable du laboratoire des nouveaux matériaux magnétiques de l'IKBFU, les résultats de la recherche peuvent être utilisés pour le diagnostic et le traitement du cancer.

Valeria Rodionova a dit, « Ce projet interdisciplinaire a réuni des scientifiques de différents domaines :physique, chimistes, et biologistes. Notre travail conjoint nous a permis non seulement de synthétiser des types uniques de nanoparticules, mais aussi d'analyser les mécanismes de voies de signalisation cellulaire spécifiques qu'elles activent dans la cellule. »

La coopération dans le monde scientifique s'avère souvent déterminante dans la recherche. Ainsi, des études microscopiques ont été réalisées au laboratoire de biophysique, sous la supervision du Dr Oleg Lunov, chef du laboratoire (Institut de physique de l'Académie tchèque des sciences). Des scientifiques de l'Université russe de chimie et de technologie Mendeleev ont également participé à l'étude.