Les nanoparticules libèrent lentement des médicaments qui induisent la mort cellulaire immunogène, ou ICD, dans les tumeurs. L'ICD génère des antigènes tumoraux et d'autres molécules pour amener les cellules immunitaires dans le microenvironnement d'une tumeur. Les chercheurs ont attaché de l'ATP aux nanoparticules, qui recrutent également des cellules immunitaires dans la tumeur pour déclencher des réponses immunitaires antitumorales.

Yoon Yeo dirige une équipe de chercheurs du College of Pharmacy, de l'installation de profilage des métabolites du Bindley Bioscience Center et du Purdue Institute for Cancer Research pour développer les nanoparticules. Yeo est chef de département associé et professeur Lillian Barboul Thomas de pharmacie industrielle et moléculaire et de génie biomédical ; elle est également membre du Purdue Institute for Drug Discovery et du Purdue Institute for Cancer Research.

Les chercheurs ont validé leurs travaux en utilisant le paclitaxel, un médicament de chimiothérapie utilisé pour traiter plusieurs types de cancers. Ils ont découvert que les tumeurs se développaient plus lentement chez les souris traitées avec du paclitaxel enfermé dans des nanoparticules modifiées par ATP que chez les souris traitées avec du paclitaxel dans des nanoparticules non modifiées.

"Lorsqu'elles sont combinées à un médicament d'immunothérapie existant, les nanoparticules chargées de paclitaxel, modifiées par l'ATP, éliminent les tumeurs chez les souris et les protègent d'une nouvelle provocation avec des cellules tumorales", a déclaré Yeo.

La recherche a été publiée dans ACS Nano .

Défis liés à l'administration d'immunothérapie systémique

L'immunothérapie est une approche prometteuse pour lutter contre le cancer, mais Yeo a déclaré qu'elle ne profite pas à une large population de patients car ils ne disposent pas des cellules immunitaires puissantes nécessaires pour combattre les tumeurs.

"Les agents pharmacologiques destinés à activer les cellules immunitaires peuvent être directement administrés aux tumeurs", a déclaré Yeo. "Le système immunitaire peut alors combattre non seulement les tumeurs traitées, mais également les tumeurs non traitées situées dans des endroits éloignés, car les cellules immunitaires activées circulent dans la circulation sanguine."

Cependant, Yeo a déclaré que la plupart des tumeurs de mauvais pronostic ne sont pas toujours localisables ou accessibles. Par conséquent, ils peuvent ne pas être traités efficacement par une thérapie locale. Elle et son équipe envisageaient l'administration systémique de l'immunothérapie, mais des défis subsistent.

"Pour une administration systémique réussie, les ingrédients actifs qui stimulent les réponses immunitaires antitumorales doivent être simultanément présents dans les tumeurs pour exercer des effets concertés sur la cible", a déclaré Yeo. "Les ingrédients doivent également maintenir leur activité jusqu'à ce qu'ils atteignent les tumeurs, mais sans provoquer d'effets toxiques hors cible. De plus, les supports traditionnellement utilisés dans l'administration locale de médicaments offrent une utilité limitée dans une application systémique car ils peuvent ne pas être compatibles avec les composants sanguins." /P>

Yeo et ses collègues ont utilisé des nanoparticules polymères biocompatibles pour administrer des composés d'immunothérapie et les ont modifiés pour activer le système immunitaire en toute sécurité.

"Nous avons utilisé des nanoparticules poly (acide lactique-co-glycolique), ou PLGA, sur la base des solides antécédents du polymère dans les produits approuvés par la FDA et de son utilisation courante dans l'administration systémique de médicaments peu solubles dans l'eau", a déclaré Yeo.

Les tests ont vérifié que les nanoparticules PLGA modifiées par ATP étaient bien tolérées chez la souris lors de multiples injections systémiques. Ils ont pu recruter des cellules dendritiques, des cellules immunitaires qui reconnaissent les antigènes tumoraux et amènent des cellules immunitaires spécialisées pour combattre les tumeurs.

"De plus, il a été démontré que les nanoparticules contrôlent la libération du paclitaxel afin de minimiser sa toxicité systémique", a déclaré Yeo.

Les prochaines étapes de développement

Yeo et ses collègues poursuivront leurs travaux sur les nanoparticules modifiées par l'ATP.

"Nous travaillons actuellement à améliorer l'administration des nanoparticules aux tumeurs et à les combiner avec d'autres traitements qui contourneront la résistance à l'immunothérapie délivrée par les nanoparticules", a déclaré Yeo. "Pour financer ces efforts, nous demanderons un soutien continu aux National Institutes of Health. Nous sommes également ouverts aux partenariats industriels pour amener cette technologie en clinique."