Figure 1 :Les nanoparticules injectées directement dans la masse cancéreuse sont réparties dans toute la tumeur et pénètrent dans les cellules cancéreuses, endommageant leur ADN sans nuire aux autres organes. Crédit :Hiroki Kato et al.
Des scientifiques du Département de médecine nucléaire et de cinétique des traceurs de l'Université d'Osaka ont mis au point un nouveau système de radiothérapie ciblée contre le cancer qui utilise des nanoparticules d'or marquées à l'astatine-211. En raison de la portée et de la demi-vie limitées du rayonnement, ainsi que de la localisation des nanoparticules, les cellules saines sont considérablement moins susceptibles d'être lésées. Ces travaux pourraient mener à des traitements efficaces contre le cancer sans les effets secondaires des techniques actuelles.
La curiethérapie est une méthode de traitement du cancer utilisant une source radioactive scellée appelée «graine» implantée directement à l'intérieur du corps du patient. Il s'est avéré efficace pour certaines tumeurs de la prostate, de la tête, du cou et du cerveau, entre autres. Cependant, comme d'autres formes de radiothérapie, la curiethérapie peut également provoquer des effets secondaires graves, tels que des vomissements ou des maux de tête. Des méthodes plus sophistiquées de ciblage des radiations sont nécessaires pour maximiser l'efficacité du traitement tout en épargnant les cellules saines.
Maintenant, une équipe de scientifiques dirigée par l'Université d'Osaka a utilisé des "nanoses" de nanoparticules d'or contenant un isotope radioactif pour s'assurer que le rayonnement n'était localisé que sur les cellules cancéreuses. L'astatine-211 est un isotope instable de l'élément astatine qui contient un neutron supplémentaire. Cela lui fait subir une désintégration radioactive tout en émettant des particules alpha. En raison de leur grande taille, les particules alpha qui se déplacent rapidement peuvent provoquer des cassures double brin mortelles dans l'ADN des cellules cancéreuses tout en restant proches de la source de rayonnement. De plus, comme la demi-vie de l'astatine-211 est si courte, environ 7 heures, elle deviendra inactive bien avant que les nanoparticules ne puissent s'infiltrer dans les tissus sains. Cela permet d'administrer de fortes doses thérapeutiques sans provoquer d'effets secondaires graves. "Nous avons développé un nouveau traitement contre le cancer sûr et puissant utilisant des nanoparticules d'or avec de l'astatine-211, qui émet des rayons alpha qui endommagent fortement l'ADN cible mais ont une très courte portée à l'intérieur du corps", explique le premier auteur Hiroki Kato.
Figure 2 :Les nanoparticules d'or (rouge) sont intériorisées par les cellules et s'accumulent autour du noyau (bleu). Crédit :Hiroki Kato et al.
À l'aide de modèles de rat ou de souris, les nanoparticules ont été injectées directement dans les tumeurs. L'équipe a découvert que les nanoparticules pénétraient dans les cellules cancéreuses mais ne se propageaient pas à d'autres organes pendant une période équivalente à six demi-vies radioactives. Dans le même temps, les nanoparticules étaient hautement toxiques pour les cellules cancéreuses. "Nous avons démontré que la croissance tumorale peut être fortement supprimée en injectant ce nanomédicament directement dans la tumeur", a déclaré l'auteur principal Koichi Fukase. Étant donné que les nanoparticules d'or peuvent être facilement fabriquées et que l'astatine-211 peut être produite dans des cyclotrons sans avoir besoin de combustible nucléaire, cette nouvelle thérapie peut être largement diffusée dans les hôpitaux.
Figure 3 :(A) En scintigraphie, la radioactivité n'est observée que dans la tumeur (flèche) à tout moment après l'injection de médicament et n'est pas du tout observée dans d'autres régions. (B) Les nanoparticules d'or marquées à l'astatine inhibent fortement la croissance tumorale. Crédit :Hiroki Kato et al.
