Chimio à dose unique

Un seul traitement de nanoparticules contenant des médicaments détruit efficacement les tumeurs cancéreuses de la prostate chez la souris, selon des expériences menées par des chercheurs du MIT et de la Harvard Medical School. Cette approche pourrait conduire à des traitements puissants sans les effets secondaires associés à la thérapie contre le cancer, disent les scientifiques.

Nous avons fait une seule injection des particules, puis avons suivi la tumeur pendant les 109 jours suivants, et avons montré que nous avions essentiellement une élimination complète de la tumeur, explique Omid Farokhzad, professeur adjoint d'anesthésie à la Harvard Medical School, qui, avec Robert Langer, professeur de génie chimique au MIT, a dirigé la recherche. Étant donné que les ingrédients utilisés pour fabriquer le système de médicaments à base de nanoparticules ont déjà été approuvés par la FDA à d'autres fins, les chercheurs espèrent obtenir une approbation rapide pour tester la nouvelle technologie chez l'homme. Les résultats ont été publiés cette semaine dans les Actes de la National Academy of Sciences.

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Parce que de nombreux patients reçoivent des dépistages réguliers du cancer de la prostate, les médecins découvrent et traitent de plus en plus la maladie à un stade précoce, alors qu'elle est encore confinée à des tumeurs uniques. À ce stade, une seule injection de matières radioactives directement dans la tumeur peut être un traitement efficace, tuant la tumeur sur plusieurs mois. Mais ce traitement a des effets secondaires, tels que la dysfonction érectile, chez environ 40 pour cent des patients, explique Farokhzad. La chirurgie, une autre option, comporte des risques de complications. Pour le cancer à un stade avancé, la chimiothérapie est une option, mais elle s'accompagne également d'effets secondaires et nécessite de nombreuses doses.

Les chercheurs pensent que les nanoparticules devraient offrir l'avantage thérapeutique unique des radiations, mais sans les effets secondaires, en partie parce que les particules libèrent des médicaments spécifiquement à l'intérieur des cellules cancéreuses, évitant ainsi d'endommager les tissus sains.

Pour fabriquer les nanoparticules, les chercheurs mélangent un médicament contre le cancer de la prostate (docétaxel) et des polymères déjà approuvés par la FDA (l'un d'eux est utilisé pour les sutures). Le polymère a formé des sphères avec les médicaments piégés à l'intérieur. Les chercheurs attachent ensuite chimiquement des morceaux d'ARN, appelés aptamères, à la surface des sphères. L'ARN se replie dans des formes qui s'intègrent dans des structures complémentaires à la surface des cellules cancéreuses de la prostate.

Dans les expériences sur la souris, les chercheurs ont permis aux tumeurs de croître jusqu'à une certaine taille avant d'injecter les nanoparticules ciblées, ou l'une des diverses substances de contrôle, directement dans la tumeur. Chez les témoins utilisant soit une solution saline, des nanoparticules de polymère sans médicament, soit le médicament seul, presque toutes les souris sont mortes au cours de l'expérience. En revanche, toutes les souris injectées avec les nanoparticules ciblées ont survécu et dans la plupart des cas (cinq sur sept) les tumeurs ont disparu.

Une clé de l'efficacité des nanoparticules est la capacité de leurs brins d'ARN à se lier à une membrane cellulaire cancéreuse. La cellule attire ensuite les particules à l'intérieur. Le fait d'avoir les particules à l'intérieur de la cellule présente deux avantages : cela permet d'obtenir le médicament là où il doit être pour tuer les cellules, et cela diminue la concentration du médicament à l'extérieur des cellules cancéreuses, diminuant ainsi la toxicité pour les tissus sains. Le fait que le polymère libère le médicament progressivement aide également - le médicament est libéré au cours des heures ou des jours nécessaires pour que les particules soient attirées dans les cellules, où il continue d'être libéré, tuant les cellules.

En revanche, lorsque le médicament est injecté dans la tumeur sans être encapsulé dans des particules, il a peu d'effet et la tumeur continue de croître. Apparemment, le médicament diffuse hors de la zone tumorale avant de pouvoir tuer toutes les cellules cancéreuses.

Les premiers essais de toxicité des nanoparticules pourraient commencer dans deux ans, si d'autres études animales se déroulent bien, dit Farokhzad.

La technologie d'administration de médicaments fait partie d'un effort plus large des chercheurs visant à utiliser la nanotechnologie pour révolutionner le traitement du cancer. Joseph DeSimone, professeur de chimie et de génie chimique à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et à l'Université d'État de Caroline du Nord, par exemple, a récemment commencé des essais sur des souris en utilisant ses propres nanoparticules à base de polymère pour l'administration de médicaments. médecin de l'université du Michigan James Baker des nanoparticules basées sur des structures hautement ramifiées appelées dendrimères ont également montré leur succès contre le cancer chez les rongeurs.

Les chercheurs du MIT-Harvard travaillent également sur le ciblage du cancer du pancréas et éventuellement du cancer du sein et des maladies cardiovasculaires. Henry Brem, neurochirurgien et directeur du département de neurochirurgie de la faculté de médecine de l'Université Johns Hopkins, aimerait adapter les nanoparticules au cancer du cerveau, notamment pour traiter les tumeurs difficiles à atteindre par chirurgie. Cela n'affectera pas le cerveau, cela n'affectera que les cellules tumorales. L'injecter simplement dans les tumeurs et les éradiquer, ce serait un énorme pas en avant pour l'oncologie neurale. Si on pouvait mettre la main dessus, on le ferait demain, en laboratoire, dit-il.

À terme, les chercheurs du MIT-Harvard espèrent concevoir des nanoparticules pouvant être injectées dans la circulation sanguine, à partir desquelles ils pourraient rechercher des cellules cancéreuses n'importe où dans le corps, permettant ainsi de traiter un cancer métastasé à un stade avancé. Même si cela représente un petit pourcentage de patients qui ont réellement la maladie, ce sont ceux qui n'ont aucune option thérapeutique à leur disposition, dit Farokhzad. Donc, l'idée d'avoir des nanoparticules qui peuvent circuler dans le corps, trouver des cellules cancéreuses et les tuer, est très, très attrayante.

À cette fin, ils génèrent des bibliothèques de nanoparticules de différentes tailles avec différentes propriétés chimiques et attachements moléculaires, qu'ils testeront in vitro et in vivo pour identifier celles qui sont les plus efficaces pour trouver et détruire les cellules cancéreuses sans se loger dans les organes sains.

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