Les nanoparticules ultra-fines tuent les cellules cancéreuses de manière inhabituelle


Les nanoparticules ultra-fines tuent les cellules cancéreuses de manière inhabituelle

Les scientifiques sont surpris de constater que les nanoparticules ultrasonores, fluorescentes - développées à l'origine pour éclairer les tumeurs pour la chirurgie - peuvent également tuer les cellules cancéreuses en déclenchant un type de mort cellulaire qui n'est pas fréquemment observée.

Les particules ultrasonores tuent les cellules cancéreuses en retirant du fer de leur environnement et en les livrant. Le processus - appelé ferroptose - rompt la membrane de la cellule.

Ils rapportent la découverte - et comment ils ont testé les nanoparticules dans les cultures cellulaires et les souris - dans le journal Natural Nanotechnology .

L'un des chercheurs principaux, Ulrich Wiesner, professeur d'ingénieur à l'Université Cornell à Ithaca (NY), déclare:

"Si vous deviez concevoir une nanoparticule pour tuer un cancer, ce serait exactement comme vous le feriez".

Les nanoparticules sont des particules minuscules avec au moins une dimension ne dépassant pas 100 nanomètres. Ils ont des propriétés inhabituelles par rapport au même matériau à plus grande échelle, et des scientifiques et des ingénieurs les appliquent dans de nombreux domaines, y compris l'électronique et la biomédecine.

Les nanoparticules au centre de la nouvelle étude - appelées points de Cornell, ou points C - sont des ultrasons, des particules de silice fluorescentes, d'un diamètre de 5 nanomètres.

Ils ont été développés à l'origine par le Professeur Wiesner il y a plus de 10 ans en tant qu'outil de chirurgie du cancer. Ils attachent aux cellules cancéreuses et les allument afin que les chirurgiens puissent voir où couper.

Les particules étaient également destinées à être utilisées pour la délivrance ciblée de médicaments et la détection de l'environnement.

'Propriétés thérapeutiques intrinsèques'

La nouvelle étude montre que les pointes de Cornell ciblant le cancer peuvent tuer les cellules cancéreuses sans avoir à porter de drogues.

L'auteur principal Michelle Bradbury, directrice de l'imagerie intra-opératoire au Memorial Sloan Kettering Cancer Center à New York, New York, remarque:

"En fait, c'est la première fois que nous avons montré que la particule possède des propriétés thérapeutiques intrinsèques".

«La particule est bien tolérée dans un tissu normalement sain», explique le professeur Wiesner, «mais dès que vous avez une tumeur et que, dans des conditions très spécifiques, ces particules deviennent des tueurs».

Les chercheurs ont découvert les propriétés de destruction du cancer des points de Cornell lorsqu'ils essayaient de déterminer à quel point les concentrations élevées pouvaient être tolérées. Ils ont effectué plusieurs expériences sur plusieurs années.

Ensuite, à leur grande surprise, ils ont constaté que lorsque des doses élevées de points Cornell revêtues de peptides ont été incubées avec des cellules cancéreuses - et en particulier lorsque les cellules étaient privées d'éléments nutritifs -, les particules ont pris du fer de l'environnement et l'ont livré dans les cellules cancéreuses.

La fourniture de fer dans les cellules déclenche un type de mort cellulaire appelée ferroptose, qui rompt la membrane cellulaire. Ceci est différent de la mort cellulaire de fragmentation plus fréquemment connue appelée apoptose.

'Vague de destruction'

Le professeur Wiesner dit seulement 24 à 48 heures après l'exposition aux points de Cornell, ils ont observé comment une «vague de destruction» a balayé toute la culture de cellules cancéreuses.

Dans d'autres expériences, ils ont injecté des doses élevées des points de Cornell revêtus chez des souris greffées avec des tumeurs de mélanome et ont constaté qu'elles ont diminué les tumeurs sans provoquer d'effets indésirables.

Les auteurs concluent que leurs résultats montrent que "la ferroptose peut être ciblée par des nanoparticules de silice aux ultrasons et peut avoir un potentiel thérapeutique".

Nous avons retrouvé un autre outil sur lequel les gens n'ont pas encore pensé. Cela a changé notre façon de penser aux nanoparticules et à ce qu'elles pourraient potentiellement faire.

Prof. Ulrich Wiesner

Les chercheurs ont maintenant l'intention de tester comment les points de Cornell fonctionnent avec d'autres thérapies standard dans différents types de tumeurs cancéreuses.

Ils veulent les rendre plus efficaces avant de commencer les tests chez l'homme. L'équipe explorera également les moyens d'adapter les particules pour cibler des types spécifiques de cancer.

Découvrez comment éteindre la synthèse des graisses dans les cellules cancéreuses accroche la croissance de la tumeur.

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