De minuscules particules pourraient aider à lutter contre le cancer du cerveau

        

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 <figcaption class= Crédit: Stephen Morton.

        

Des nanoparticules portant deux médicaments peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique et faire rétrécir les tumeurs du glioblastome

Le glioblastome multiforme, un type de tumeur au cerveau, est l'un des cancers les plus difficiles à traiter.

Seules une poignée de médicaments sont approuvés pour traiter le glioblastome et l'espérance de vie moyenne des patients chez lesquels un diagnostic de maladie a été posé est inférieure à 15 mois.

 

 

Les chercheurs du MIT ont mis au point une nouvelle nanoparticule permettant de délivrer des médicaments qui pourrait offrir une meilleure façon de traiter le glioblastome.

Les particules, qui portent deux médicaments différents, sont conçues pour pouvoir facilement franchir la barrière hémato-encéphalique et se lier directement aux cellules tumorales.

Un médicament endommage l’ADN des cellules tumorales, tandis que l’autre interfère avec les systèmes que les cellules utilisent normalement pour réparer ces dommages.

Dans une étude sur des souris, les chercheurs ont montré que les particules pouvaient réduire les tumeurs et les empêcher de repousser.

«Ce qui est unique ici, c'est que nous ne sommes pas seulement capables d'utiliser ce mécanisme pour franchir très efficacement la barrière hémato-encéphalique et cibler les tumeurs, nous l'utilisons également pour administrer cette association médicamenteuse unique», déclare Paula Hammond, David. H. Koch Professeur d'ingénierie, chef du département de génie chimique du MIT et membre de l'Institut Koch pour la recherche sur le cancer par intégrité du MIT.

Hammond et Scott Floyd, ancien chercheur clinique du Koch Institute, est aujourd'hui professeur agrégé de radio-oncologie à la faculté de médecine de la Duke University. Ils sont les auteurs principaux du document publié dans Nature Communications. Le principal auteur du document est Fred Lam, chercheur à l’Institut Koch.

Cibler le cerveau

Les nanoparticules utilisées dans cette étude sont basées sur des particules conçues à l'origine par Hammond et l'ancien étudiant diplômé du MIT, Stephen Morton, qui est également l'auteur du nouvel article. Ces gouttelettes sphériques, appelées liposomes, peuvent contenir un médicament dans leur noyau et l’autre dans leur coquille externe grasse.

Pour adapter les particules au traitement des tumeurs cérébrales, les chercheurs devaient trouver un moyen de les faire passer à travers la barrière hémato-encéphalique, qui sépare le cerveau du sang en circulation et empêche les grosses molécules de pénétrer dans le cerveau.

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Les chercheurs ont découvert que s'ils recouvraient les liposomes d'une protéine appelée transferrine, les particules pourraient passer facilement à travers la barrière hémato-encéphalique. En outre, la transferrine se lie également aux protéines présentes à la surface des cellules tumorales, permettant aux particules de s'accumuler directement sur le site de la tumeur tout en évitant les cellules saines du cerveau.

Cette approche ciblée permet l'administration de fortes doses de médicaments de chimiothérapie qui peuvent avoir des effets secondaires indésirables si elles sont injectées dans tout le corps. Le témozolomide, qui est généralement le premier médicament de chimiothérapie administré aux patients atteints de glioblastome, peut provoquer des ecchymoses, des nausées et une faiblesse, parmi d'autres effets indésirables.

S'appuyant sur des travaux antérieurs de Floyd et Yaffe sur la réponse des tumeurs aux dommages de l'ADN, les chercheurs ont incorporé du témozolomide dans le noyau interne des liposomes, puis dans un enveloppe d'un médicament expérimental appelé inhibiteur de la bromodomaïne. On pense que les inhibiteurs de bromodomaïne interfèrent avec la capacité des cellules à réparer les dommages causés à l’ADN. En combinant ces deux médicaments, les chercheurs ont créé un double effet qui perturbe d’abord les mécanismes de réparation de l’ADN des cellules tumorales, puis lance une attaque sur l’ADN des cellules alors que leurs défenses sont en panne.

Les chercheurs ont testé les nanoparticules chez des souris atteintes de glioblastome et ont montré qu’après que les nanoparticules atteignaient le site de la tumeur, la couche externe des particules se dégradait, libérant l’inhibiteur de bromodomaïne JQ-1. Environ 24 heures plus tard, du témozolomide est libéré du noyau de la particule.

Les expériences des chercheurs ont révélé que les nanoparticules délivrant des médicaments, recouvertes de transferrine, étaient beaucoup plus efficaces pour réduire les tumeurs que les nanoparticules non enrobées ou le témozolomide et le JQ-1 injectés seuls dans le sang. Les souris traitées avec les nanoparticules recouvertes de transferrine ont survécu deux fois plus longtemps que les souris ayant reçu d'autres traitements.

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"Il s'agit d'un autre exemple d'utilisation combinée de la libération de nanoparticules avec des médicaments entraînant une altération de l'ADN pour traiter le cancer", déclare Michael Yaffe, professeur de sciences David H. Koch et membre du Koch Institute , qui est également un auteur du journal.

Nouvelles thérapies

Dans les études sur les souris, les chercheurs ont découvert que les animaux traités avec les nanoparticules ciblées subissaient beaucoup moins de dommages aux cellules sanguines et aux autres tissus habituellement endommagés par le témozolomide. Les particules sont également recouvertes d'un polymère appelé polyéthylène glycol (PEG), qui aide à protéger les particules contre la détection et la dégradation par le système immunitaire. Le PEG et tous les autres composants des liposomes sont déjà approuvés par la FDA pour une utilisation chez l'homme.

"Notre objectif était d'obtenir quelque chose qui puisse être facilement traduit en utilisant des composants synthétiques simples et déjà approuvés dans le liposome", explique Lam. "Il s'agissait vraiment d'une étude de validation de principe [showing] selon laquelle nous pouvons proposer de nouvelles thérapies combinées à l'aide d'un système de nanoparticules ciblé à travers la barrière hémato-encéphalique."

JQ-1, l'inhibiteur de bromodomaïne utilisé dans cette étude, ne serait probablement pas bien adapté à une utilisation humaine car sa demi-vie est trop courte, mais d'autres inhibiteurs de bromodomaïne font actuellement l'objet d'essais cliniques.

Les chercheurs prévoient que ce type d’administration de nanoparticules pourrait également être utilisé avec d’autres médicaments anticancéreux, dont beaucoup n’ont jamais été testés contre le glioblastome parce qu’ils ne pouvaient pas franchir la barrière hémato-encéphalique.

«Comme la liste des médicaments que nous pouvons utiliser pour traiter les tumeurs cérébrales est si courte, un véhicule qui nous permettrait d’utiliser certains des schémas de chimiothérapie les plus courants dans les tumeurs cérébrales changerait vraiment la donne», dit Floyd. «Nous pourrions peut-être trouver de l'efficacité pour des chimiothérapies plus standard si nous pouvions simplement les amener au bon endroit en travaillant autour de la barrière hémato-encéphalique avec un outil comme celui-ci.»

Source: Le MIT.

 

 

        

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