Success stories de projets - Les nanomédicaments visent directement le cancer
La thérapie photodynamique est un traitement efficace contre de nombreux cancers, qui associe un photosensibilisant, la lumière rouge et l'oxygène présent dans les cellules et les tissus cancéreux. Le photosensibilisant est un composé chimique sensible à la lumière. Lorsqu'il passe dans l'état excité sous l'action de la lumière, il réagit avec l'oxygène et entraîne la mort des cellules dans les tumeurs où il s'accumule. La TPD est un traitement efficace mais qui peut être amélioré. Actuellement, la dose de photosensibilisant attaque également les tissus sains des patients. En outre, les médecins doivent utiliser une forte dose de médicaments pour atteindre un contrôle suffisant des tumeurs, ce qui augmente le coût du traitement, intensifie les effets secondaires et les complications, et prolonge l'hospitalisation. Le projet Nanophoto, financé par l'UE, vise à concevoir des nanosystèmes afin d'améliorer le diagnostic et la thérapie photodynamique du cancer. L'équipe du projet crée un système d'administration de médicaments à base de nanoparticules, qui se comporte comme un minuscule missile à tête chercheuse. Il se fixe à la tumeur puis administre sa charge de médicaments. «Le succès dépend de la réalisation d'un nanosystème biocompatible capable de reconnaître sélectivement les cellules cancéreuses, grâce à une surface porteuse d'agents tels que des ligands ou des anticorps spécifiques», explique le Dr Elena Reddi, coordinatrice du projet Nanophoto. Une fois le médicament lié à la cellule cancéreuse ciblée, la TPD se poursuit de manière habituelle. La stimulation par la lumière active le médicament, qui s'attaque au cancer. L'administration du médicament étant bien mieux ciblée, une dose bien inférieure suffit. Le traitement est donc moins coûteux, non seulement car il utilise mois de produits mais aussi car il a moins d'effets secondaires et que les patients restent moins longtemps à l'hôpital. Le système est prometteur mais s'accompagne de difficultés, la principale étant la biocompatibilité des nanoparticules, qui risquent d'être attaquées par le système immunitaire dans le sang avant d'atteindre leur cible. Le projet Nanophoto a donc défini un plan de recherche très ciblé, pour caractériser et tester trois nanoparticules intéressantes: des liposomes, de la silice organiquement modifiée (Ormosil) et des copolymères d'acide lactique et glycolique (PLGA). Le projet Nanophoto compte utiliser ces systèmes de nanoparticules pour transporter de la méta-tétra(hydroxyphényl)chlorine (mTHPC), commercialisée sous les noms de Foscan et de Temoporfin. Ce composé est le photosensibilisant choisi par Nanophoto pour valider le concept. Le système final pourra être adapté à une large gamme de médicaments pour les soins ou le diagnostic. Le concept est ingénieux et pourrait conduire à une administration ciblée d'une grande variété de médicaments, afin de traiter un grand nombre de maladies. C'est également un défi technique majeur. Jusqu'ici, le projet a bien progressé. L'équipe a enregistré de nombreux succès dans la première moitié des trois ans alloués à Nanophoto. «Nous avons déjà identifié certains nanotransporteurs qui multiplient au moins par trois l'accumulation du médicament dans la tumeur, par rapport à la préparation standard actuellement utilisée en TPD clinique», souligne le Dr Reddi. Des particules furtives Le traitement suivant par TPD est considérablement plus efficace, notamment car la pharmacocinétique ou les propriétés actives de la mTHPC sont bien meilleures lorsqu'elle est administrée par des nanotransporteurs. En bref, l'effet du médicament est démultiplié lorsqu'il est transporté par le système Nanophoto. Le Dr Reddi révèle également que les résultats promettent une réduction notable des effets désagréables, comme la photosensibilité cutanée des patients soumis à la TPD. La stabilité est également un élément essentiel des médicaments transportés dans le sang par des nanoparticules, car ils doivent persister longtemps dans le flux sanguin afin que les tumeurs reçoivent la dose efficace du médicament voulu. Nanophoto a donc travaillé sur des nanoparticules «PEG» qui, selon le Dr Reddi, représentent à ce jour la réalisation majeure du projet. Ce terme signifie que les transporteurs sont recouverts de polyéthylène glycol (PEG), une substance extrêmement utile dont l'intérêt principal est d'être invisible pour le système immunitaire. L'équipe de Nanophoto a ainsi pu créer des particules «furtives». «Les nanotransporteurs traités au PEG sont des molécules furtives, qui peuvent servir à une nouvelle préparation de la mTHPC et améliorer considérablement l'efficacité clinique de la TPD», propose le Dr Reddi. L'équipe a d'ailleurs constaté une corrélation directe entre la densité de chaînes de PEG à la surface des nanoparticules et sa capacité à échapper à la réponse immunitaire. Les travaux ont également rencontré quelques difficultés inattendues. Par exemple, les nanoparticules (notamment celles d'Ormosil) avaient tendance à fuir lorsqu'elles baignaient dans le sérum. Pour éviter ces fuites, l'équipe a associé la mTHPC à la nanoparticule à l'aide de liaisons covalentes. Le médicament a conservé sa capacité de réaction avec l'oxygène dans les cellules cancéreuses. Au cours de ses 18 premiers mois, le consortium a montré que les trois types de nanoparticules pouvaient transporter le médicament, que la couverture au PEG améliorait la biocompatibilité, et que les tumeurs accumulaient trois fois plus de médicament qu'avec la méthode standard. Les cliniciens pourraient ainsi réduire le dosage des deux tiers tout en conservant le même effet thérapeutique de la TPD. Nanophoto est un projet de recherche translationnelle, conçu pour passer du laboratoire au monde réel, et depuis l'éprouvette jusqu'au patient. Il a regroupé des entreprises avec des scientifiques et des cliniciens venant d'une large gamme de disciplines, et entrepris des travaux allant des tests cellulaires et synthétiques jusqu'aux essais précliniques sur des animaux. Le projet a rapidement réalisé plusieurs avancées. Le consortium de cinq partenaires a produit des dizaines d'articles pour des revues et des conférences, et continuera son activité jusqu'à la mi-2011 afin que l'équipe résolve les problèmes restants. «Nous rencontrons maintenant la difficulté extrême de rendre ces nanosystèmes capables d'administrer encore plus précisément le médicament aux tissus cancéreux, à l'aide d'une méthode active de ciblage. Pour cela, nous «décorons» les nanotranporteurs par des molécules capables de reconnaître les cellules cancéreuses, de s'y fixer et d'y déposer leur charge médicamenteuse», ajoute la coordinatrice du projet. Le projet Nanophoto a été financé au titre du programme Health du septième programme-cadre (7e PC) pour la recherche.