Une nanoparticule unique pour délivrer un traitement anticancéreux localisé inhibe la croissance tumorale chez la souris, selon une équipe de chercheurs de Penn State.

Les nanoparticules, développé par Daniel Hayes, professeur agrégé de génie biomédical, ont une chimie spécifique qui permet à un microARN (miARN) de s'y attacher. Un miARN est une molécule qui, lorsqu'elle est associée à un ARN messager (ARNm), l'empêche de fonctionner. Dans ce cas, il interdit à l'ARNm d'une cellule cancéreuse de créer des protéines, qui sont essentiels à la survie de cette cellule cancéreuse.

Dans leur étude, les chercheurs ont livré des nanoparticules aux cellules cancéreuses de souris par voie intraveineuse. Une fois les nanoparticules accumulées dans la zone cancéreuse, ils ont utilisé une longueur d'onde de lumière spécifique pour séparer le miARN des nanoparticules. Le miARN s'apparie alors avec un ARNm dans la cellule cancéreuse, provoquant l'arrêt de la fabrication des protéines par l'ARNm. Finalement, la cellule cancéreuse meurt.

Leur article est paru le 22 juin dans le journal Biomatériaux .

« Ce mode de livraison vous offre une spécificité temporelle et spatiale, " a déclaré Adam Glick, professeur de toxicologie moléculaire et de cancérogenèse. "Au lieu d'avoir la livraison systémique d'un miARN et les effets secondaires associés, vous êtes capable de délivrer le miARN à une zone spécifique de tissu à un moment précis en l'exposant à la lumière.

Hayes a déclaré qu'il est important d'avoir une spécificité temporelle et spatiale lorsqu'il s'agit de traitements contre le cancer.

« les miARN peuvent avoir des effets très différents dans différents types de tissus, ce qui peut entraîner des effets secondaires indésirables et une toxicité, ", a déclaré Hayes. "L'administration et l'activation de miARN uniquement sur le site de la tumeur réduisent ces effets secondaires et peuvent augmenter l'efficacité globale du traitement."

En utilisant cette méthode, Yiming Liu, un étudiant diplômé en génie biomédical au Laboratoire Hayes, a pu montrer que les tumeurs cutanées d'environ 20 souris ayant reçu la nanoparticule couplée au miARN et exposées à la lumière ont complètement régressé en 24 à 48 heures et ne se sont pas régénérées.

En outre, le miARN spécifique utilisé par Hayes et Glick peut être plus efficace pour tuer les cellules cancéreuses que d'autres méthodes similaires.

"Ce qui est différent en tant que thérapeutique, c'est que le miARN que nous utilisons peut réguler un large ensemble de gènes et est particulièrement puissant pour traiter une maladie hétérogène comme le cancer, " dit Liu.

Cela pourrait signifier que l'efficacité globale de tuer une cellule cancéreuse est plus élevée parce que le traitement attaque plusieurs points dans cette cellule. Cela peut également entraîner une diminution de la capacité d'une cellule cancéreuse à devenir résistante au traitement, car le miARN est capable de s'apparier avec différents ARNm dans la cellule cancéreuse, diversifier les moyens par lesquels il peut empêcher la cellule de produire des protéines.

Les types de cancer qui pourraient répondre à ce type de traitement comprennent les cancers de la cavité buccale, le système gastro-intestinal ou la peau, n'importe où qui pourrait être exposé à la lumière via un câble à fibre optique.

« Nous aimerions développer cela davantage pour les tumeurs internes qui sont plus importantes en termes de mortalité, comme le cancer de l'œsophage, " dit Glick.