Le glioblastome multiforme (GBM) est un cancer du cerveau agressif avec un mauvais pronostic et peu d'options de traitement. De nouvelles approches efficaces pour le traitement du GBM sont donc nécessaires de toute urgence.

Sur la base de l'observation d'un taux élevé de lactate dans le GBM réséqué, des chercheurs de l'Institut d'ingénierie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences et du deuxième hôpital populaire de Shenzhen ont développé une formulation biomimétique utilisant des agents d'administration ciblés pour une thérapie synergique basée sur le métabolisme du lactate contre le GBM.

L'étude a été publiée dans Nature Communications le 21 juillet.

Cibler le métabolisme des lactates est une stratégie thérapeutique antitumorale intéressante. Cependant, il n'existe aucun rapport qui exploite directement le métabolisme du lactate pour les traitements GBM. Une limitation est l'existence de la barrière hémato-encéphalique, qui empêche la plupart des molécules médicamenteuses (y compris celles interférant avec le métabolisme du lactate) d'atteindre le cerveau.

De plus, compte tenu de la complexité et des caractéristiques d'infiltration du GBM, il est très peu probable que la monothérapie métabolique au lactate élimine efficacement les cellules GBM. Par conséquent, il est essentiel de développer des stratégies synergiques pour améliorer l'efficacité thérapeutique de la thérapie métabolique au lactate.

Dans cette étude, les chercheurs ont collecté des échantillons de gliome d'une grande cohorte de patients et quantifié les indicateurs métaboliques du lactate LDHA et MCT4 et un marqueur de prolifération représentatif Ki67.

"Nous avons observé une corrélation positive entre les indicateurs métaboliques du lactate et l'étendue de la prolifération des gliomes", a déclaré le professeur Li Weiping du deuxième hôpital populaire de Shenzhen. Ainsi, une thérapie synergique efficace basée sur le métabolisme a été proposée qui exploiterait directement le lactate élevé dans le GBM.

Les chercheurs ont fabriqué des nanoparticules (NP) auto-assemblées composées d'hémoglobine (Hb), de lactate oxydase (LOX), d'oxalate de bis[2,4,5-trichloro-6-(pentyloxycarbonyl)phényl] (CPPO) et de chlore e6 (Ce6 ) en utilisant une approche unique. Ils ont ensuite encapsulé ces NP auto-assemblées avec des matériaux membranaires préparés à partir de cellules de gliome U251 pour générer le système biomimétique M@HLPC. Ce concept de conception a permis d'obtenir une administration ciblée pour la thérapie combinée.

"Après injection intraveineuse, le M@HLPC pourrait traverser la barrière hémato-encéphalique par transcytose provenant de l'intégrine et de la reconnaissance médiée par les protéines d'adhésion cellulaire vasculaire, puis accumulé dans le GBM par reconnaissance homotypique basée sur les protéines associées à la fonction de reconnaissance cellulaire, " a déclaré le professeur Wei Wei de l'IPE.

Dans les tumeurs, LOX dans les NP a converti le lactate en acide pyruvique et en peroxyde d'hydrogène (H₂ O₂ ). L'acide pyruvique a inhibé la croissance des cellules cancéreuses en bloquant l'expression des histones et en induisant l'arrêt du cycle cellulaire. En parallèle, le H₂ O₂ a agi comme un carburant local pour réagir avec le CPPO livré pour libérer de l'énergie, qui pourrait ensuite être utilisée par le photosensibilisateur co-livré Ce6 pour la génération d'oxygène singulet cytotoxique pour tuer les cellules de gliome.

Une efficacité thérapeutique puissante a été confirmée dans les modèles tumoraux de xénogreffe dérivée de lignée cellulaire et de xénogreffe dérivée du patient (PDX).

« Compte tenu de la sécurité de la formulation et des effets thérapeutiques puissants contre le modèle PDX correspondant, notre formulation biomimétique personnalisée a le potentiel de se traduire en application clinique », a déclaré le professeur Ma Guanghui de l'IPE. + Explorer plus loin

Surveillance en direct du métabolisme cérébral avec fluorescence