Des chercheurs en génie de l'Université de Toronto ont découvert un seuil de dose qui augmente considérablement l'administration de médicaments anticancéreux dans une tumeur.

La détermination de ce seuil fournit une méthode potentiellement universelle pour évaluer le dosage des nanoparticules et pourrait aider à faire avancer une nouvelle génération de thérapie contre le cancer, l'imagerie et le diagnostic.

"C'est une solution très simple, ajuster la posologie, mais les résultats sont très puissants, " déclare le candidat au doctorat en médecine Ben Ouyang, qui a dirigé la recherche sous la supervision du professeur Warren Chan.

Leurs conclusions ont été publiées aujourd'hui dans Matériaux naturels , apporter des solutions à un problème de distribution de médicaments précédemment soulevé par Chan et des chercheurs il y a quatre ans dans Nature Avis Matériaux .

Les transporteurs nanotechnologiques sont utilisés pour administrer des médicaments aux sites cancéreux, qui à son tour peut aider la réponse d'un patient au traitement et réduire les effets secondaires indésirables, comme la perte de cheveux et les vomissements. Cependant, en pratique, peu de particules injectées atteignent le site tumoral.

Dans le Nature Avis Matériaux papier, l'équipe a examiné la littérature de la dernière décennie et a constaté que sur la médiane, seulement 0,7 pour cent des nanoparticules chimiothérapeutiques en font une tumeur ciblée.

"La promesse de thérapies émergentes dépend de notre capacité à les livrer au site cible, " explique Chan. "Nous avons découvert un nouveau principe d'amélioration du processus de livraison. Cela pourrait être important pour la nanotechnologie, éditeurs de génome, immunothérapie, et d'autres technologies."

L'équipe de Chan a vu le foie, qui filtre le sang, comme le plus grand obstacle à l'administration de médicaments à base de nanoparticules. Ils ont émis l'hypothèse que le foie aurait un seuil de taux d'absorption - en d'autres termes, une fois l'organe saturé de nanoparticules, il ne serait pas en mesure de suivre des doses plus élevées. Leur solution était de manipuler la dose pour submerger les cellules filtrantes de Kupffer de l'organe, qui tapissent les canaux hépatiques.

Les chercheurs ont découvert que l'injection d'une ligne de base de 1 000 milliards de nanoparticules chez la souris, in vivo, était suffisant pour submerger les cellules afin qu'elles ne puissent pas absorber les particules assez rapidement pour suivre les doses accrues. Le résultat est une efficacité de livraison de 12 pour cent à la tumeur.

"Il y a encore beaucoup de travail à faire pour augmenter les 12% mais c'est un grand pas par rapport à 0,7, " dit Ouyang. Les chercheurs ont également testé de manière approfondie si les cellules de Kupffer écrasantes entraînaient un risque de toxicité dans le foie, coeur ou sang.

"Nous avons testé l'or, silice, et liposomes, " dit Ouyang. " Dans toutes nos études, peu importe à quel point nous avons poussé le dosage, nous n'avons jamais vu de signes de toxicité."

L'équipe a utilisé ce principe de seuil pour améliorer l'efficacité d'une nanoparticule utilisée en clinique et chargée de chimiothérapie appelée Caelyx. Leur stratégie a réduit les tumeurs de 60 % de plus par rapport à Caelyx seul à une dose fixe du médicament de chimiothérapie, doxorubicine.

Parce que la solution des chercheurs est simple, ils espèrent voir le seuil avoir des implications positives même dans les conventions actuelles de dosage des nanoparticules pour les essais cliniques humains. Ils calculent que le seuil humain serait d'environ 1,5 quadrillion de nanoparticules.

"Il y a une simplicité à cette méthode et révèle que nous n'avons pas à reconcevoir les nanoparticules pour améliorer la livraison, ", dit Chan. "Cela pourrait surmonter un problème de livraison majeur."