Des grains radioactifs pour la thérapie et le diagnostic du cancer
Au cours des dernières décennies, les chercheurs ont déployé de considérables efforts pour comprendre l’origine du cancer et trouver des méthodes de détection précoce susceptibles d’améliorer les taux de survie, voire d’éradiquer la maladie. Les nanotechnologies constituent l’une des voies les plus prometteuses pour le diagnostic et le traitement de la maladie. Les matériaux à l’échelle nanométrique possèdent des propriétés physicochimiques uniques, qui constituent une base efficace pour une utilisation thérapeutique. L’utilisation de nanoporteurs pour le traitement du cancer demeure toutefois limitée. «Le développement de nanoparticules se heurte à de nombreux défis, notamment le manque de stabilité in vivo et de précision du ciblage, ainsi que des problèmes de biocompatibilité et de toxicité», explique Gerard Tobías-Rossell, chercheur à l’Institut des sciences des matériaux de Barcelone. Dans le cadre du projet NEST, financé par le Conseil européen de la recherche, les chercheurs ont développé une approche innovante pour l’ingénierie de l’imagerie ultrasensible et l’administration de produits thérapeutiques à l’aide de la nanotechnologie. «Notre technologie repose sur un scellement innovant des nanoparticules qui ont été préalablement chargées en radionucléides d’imagerie ou thérapeutiques», explique Gerard Tobías-Rossell. «Le scellement hermétique assure le confinement de l’agent actif, ce qui améliore la précision et réduit le risque de fuite et de toxicité systémique.»
Créer des grains de radionucléides à base de nanoparticules
La technologie enrobe les nanoparticules d’une enveloppe protectrice qui empêche l’accumulation potentiellement nocive de radionucléides dans les organes. L’effet des radionucléides est limité au site de la tumeur après l’injection intratumorale, ce qui minimise l’exposition des tissus sains environnants et réduit les effets secondaires indésirables. «L’avantage d’utiliser des nanoparticules plutôt que des médicaments pour traiter le cancer est que la quantité de nanoparticules administrées peut être considérablement réduite, car les radio-isotopes sont hautement efficaces pour tuer les cellules cancéreuses et peuvent bénéficier de l’effet de tir croisé», ajoute Gerard Tobías-Rossell. Tout au long du projet, l’équipe a suivi la voie classique du développement de nanoparticules, optimisant la création, caractérisant les particules en laboratoire et effectuant des essais in vivo.
Conception et synthèse d’une nanoparticule polyvalente
La principale réalisation du projet a été la conception et la synthèse de nanoparticules biocompatibles hautement polyvalentes, capables de contenir de grandes quantités d’agents thérapeutiques ou d’imagerie, tout en empêchant qu’ils fuitent dans des organes non ciblés. «Ils sont non seulement efficacement absorbés par les cellules tumorales in vitro, mais ont également été suivis avec succès par imagerie in vivo, modifiant le destin biologique naturel des agents employés et ne montrant pas d’effets indésirables eux-mêmes», explique Esperanza Medina Gutiérrez, biologiste et membre de l’équipe de NEST. La polyvalence des nanoparticules créées par le projet a également permis à l’équipe d’administrer du lithium aux cellules cancéreuses dans le cadre de la thérapie par voie de capture neutronique (NCT), un travail réalisé en collaboration avec l’université de Pavie. «Le lithium produit théoriquement des produits nucléaires dont potentiel thérapeutique NCT est plus élevé que les méthodes actuelles, mais son application demeure inexplorée car les composés de lithium ont tendance à se dissoudre au contact de milieux biologiques», explique Gerard Tobías-Rossell. Dans le cadre de NEST, l’équipe a pu encapsuler des sels de lithium dans des nanoparticules ciblées, jetant ainsi les bases d’une recherche plus approfondie sur le potentiel du lithium en tant qu’agent NCT. «Nos résultats démontrent le potentiel de nos nanoparticules en tant que nanoplateformes robustes pour les agents thérapeutiques ou diagnostiques, permettant une fonctionnalité précise au niveau du site cible», ajoute Gerard Tobías-Rossell.
De futures recherches en vue d’une autorisation réglementaire
Bien que les recherches menées dans le cadre de NEST soient très prometteuses, le calendrier de commercialisation dépendra des résultats des essais précliniques en cours et des futures études de recherche clinique. L’équipe collabore à présent avec l’hôpital Vall d’Hebron de Barcelone, afin d’accélérer la synthèse des nanoparticules et le recrutement de patients pour d’éventuels essais cliniques.
Mots‑clés
NEST, nanoparticule, radionucléide, grains, cancer, traitement, synthèse, polyvalent