«cocktail» de nanoparticules coopératives cherche et détruit les tumeurs cancéreuses


«cocktail» de nanoparticules coopératives cherche et détruit les tumeurs cancéreuses

Les scientifiques américains ont développé un «cocktail» de nanoparticules qui travaillent ensemble dans le flux sanguin pour chercher, coller et tuer les tumeurs cancéreuses.

Un document décrivant les résultats du projet, qui a été financé par l'Institut national du cancer des instituts nationaux de la santé, doit apparaître dans un prochain numéro imprimé de la Actes de l'Académie nationale des sciences, PNAS , Pendant ce temps, une version en ligne a été visible depuis le 28 décembre. L'équipe derrière l'étude comprend des chimistes de l'Université de Californie, de San Diego (UCSD), des bio-ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et des biologistes cellulaires de l'Université de Californie, Santa Barbara (UCSB).

Auteur principal du document, le Dr Michael Sailor, professeur de chimie et de biochimie à UCSD, a déclaré aux médias que l'étude décrit:

"Le premier exemple des avantages d'employer un nanosystème coopératif pour lutter contre le cancer".

Un nanosystème utilise des particules dont la taille est mesurée en nanomètres. Un nanomètre est égal à un milliardième de mètre, soit un millionième de millimètre, de sorte qu'une particule de quelques nanomètres est mille fois plus petite que l'épaisseur d'un seul cheveu humain.

Dans leur étude, Sailor et ses collègues décrivent comment ils ont développé un système comprenant deux types de nanomatériaux: l'un destiné à repérer les tumeurs chez la souris et à tuer ces tumeurs.

Ce n'est pas la première fois que les chercheurs ont conçu des nanodispositifs pour attacher des cellules malades ou administrer des médicaments ciblant des cellules malades particulières tout en laissant des personnes en bonne santé, mais jusqu'à présent, lorsqu'elles essayaient de les combiner, les chercheurs ont constaté que les dispositifs ne s'entraignaient pas.

Co-auteur de l'étude, le Dr Sangeeta Bhatia, médecin, bio-ingénieur et professeur de sciences et technologies de la santé à l'Institut Koch pour la recherche intégrée sur le cancer au MIT, et un enquêteur de l'Institut médical Howard Hughes, a décrit le problème des dispositifs contradictoires:

"Par exemple, une nanoparticule conçue pour faire circuler le corps d'un patient cancéreux pendant une longue période de temps est plus susceptible de rencontrer une tumeur".

Mais, comme elle l'a expliqué:

"Que la nanoparticule peut ne pas être capable de coller aux cellules tumorales une fois qu'il les trouve. De même, une particule qui est conçue pour adhérer étroitement aux tumeurs peut ne pas pouvoir circuler dans le corps assez longtemps pour en rencontrer une en premier".

L'idée d'un cocktail fonctionne déjà bien avec les drogues: lorsqu'un médicament unique ne fonctionne pas, un médecin prescrira souvent une combinaison de plusieurs médicaments qui, en cas de cancer, servent à s'attaquer à un seul aspect de la maladie ou Attaquer simultanément différentes fonctions; De toute façon, l'effet combiné est supérieur à l'un ou l'autre drogue.

Un autre problème dans le traitement des tumeurs avec des nanoparticules est que le système immunitaire comporte des cellules appelées phagocytes mononucléaires qui font la même chose pour eux que ce qu'ils sont conçus pour faire avec des cellules cancéreuses: ils les chassent et les retirent de la circulation, ce qui les empêche d'atteindre Leur cible.

Ainsi, l'un des objectifs de conception du nouveau nanosystème collaboratif était de développer deux nanomatériaux qui collaboreraient pour surmonter ce problème, ainsi que d'autres. Cette partie du travail a été menée par Ji-Ho Park, étudiant diplômé dans le laboratoire UCSD de Sailor, et Geoffrey von Maltzahn, étudiant diplômé dans le laboratoire MIT de Bhatia.

L'un des nanomatériaux est constitué d'«activateurs» de nanorod d'or qui s'infiltrent dans une tumeur à travers ses vaisseaux sanguins qui fuient et s'y rassemblent jusqu'à ce qu'il y ait assez pour couvrir toute la tumeur. Ces nanorods sont de petites antennes photothermiques qui absorbent l'irradiation laser infrarouge autrement inoffensif et chauffent la tumeur.

Les chercheurs ont injecté des nanorods d'or dans des souris avec des tumeurs épithéliales et ont laissé circuler dans leur circulation sanguine pendant trois jours (ils ont imprégné et couvert les tumeurs) puis les ont chauffées avec un faible faisceau laser pour sensibiliser les tumeurs.

Ils ont constaté que «le chauffage local par tumeurs accélère le recrutement du deuxième composant», qu'ils ont ensuite injecté dans la souris.

Ils ont appelé ce deuxième nanomatériel le «répondeur»: il comprenait des nanoparticules revêtues d'une molécule qui visait la tumeur traité thermiquement. Ils ont utilisé deux types de nanoparticules répondeurs: soit des «nanoworms» d'oxyde de fer qui s'allument dans une IRM, soit des liposomes chargés de doxorubicine, des nanoparticules creuses chargées de la doxorubicine anticancéreuse.

Les chercheurs ont montré que le répondeur chargé de la drogue était capable de trouver une tumeur, d'arrêter sa croissance et de le rétrécir. Sailor a déclaré que les nanoworms seraient utiles pour aider les médecins à localiser et à identifier les tumeurs et à mesurer leur taille et leur forme avant la chirurgie, alors que les nanoparticules creuses pourraient être utilisées pour tuer les tumeurs sans avoir besoin d'une intervention chirurgicale.

Il a décrit le système collaboratif des activateurs et des nanomatériaux répondants comme étant un peu comme des soldats attaquant une base ennemie: une unité trouve et l'autre élimine l'ennemi:

"Les nanorods en or sont les forces spéciales, qui viennent d'abord pour marquer la cible", a déclaré Sailor. "Ensuite, l'Armée de l'Air s'envole pour délivrer la bombe guidée par laser. Les dispositifs sont conçus pour minimiser les dommages collatéraux au reste de la Corps ", at-il ajouté.

Les chercheurs ont déclaré que cette étude était significative car, comme Sailor l'a expliqué:

"C'est le premier exemple d'un nanosystème combiné en deux parties qui peut produire une réduction soutenue du volume tumoral chez les animaux vivants".

«Système nanomatériel coopératif pour sensibiliser, cibler et traiter les tumeurs».

Ji-Ho Park, Geoffrey von Maltzahn, Mary Jue Xu, Valentina Fogal, Venkata Ramana Kotamraju, Erkki Ruoslahti, Sangeeta N. Bhatia et Michael J. Sailor.

PNAS Publié en ligne avant impression le 28 décembre 2009.

DOI: 10.1073 / pnas.0909565107

Source: MIT.

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