Les nanoparticules comme armes contre le cancer – ScienceDaily

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De nombreux agents chimiothérapeutiques utilisés pour traiter les cancers sont associés à des effets secondaires de gravité variable, car ils sont toxiques pour les cellules normales ainsi que pour les tumeurs malignes. Cela a motivé la recherche d’alternatives efficaces aux produits pharmaceutiques synthétiques avec lesquels la plupart des cancers sont actuellement traités. L’utilisation du phosphate et du citrate de calcium à cette fin fait l’objet de discussions depuis quelques années, car ils conduisent à la mort cellulaire lorsqu’ils sont délivrés directement dans les cellules, alors que leur présence dans la circulation a peu ou pas d’effet toxique. Le problème consiste à trouver des moyens de surmonter les mécanismes qui contrôlent l’absorption de ces composés dans les cellules, et de s’assurer que les composés agissent sélectivement sur les cellules que l’on souhaite éliminer. Des chercheurs du département de chimie du LMU, dirigés par le Dr Constantin von Schirnding, le Dr Hanna Engelke et le professeur Thomas Bein, rapportent maintenant le développement d’une classe de nouvelles nanoparticules amorphes composées de calcium et de citrate, capables de briser les barrières à l’absorption et à tuer les cellules tumorales de manière ciblée.

Le phosphate de calcium et le citrate sont tous deux impliqués dans la régulation de nombreuses voies de signalisation cellulaire. Par conséquent, les niveaux de ces substances présentes dans le cytoplasme sont étroitement contrôlés, afin d’éviter la perturbation de ces voies. Surtout, les nanoparticules décrites dans la nouvelle étude sont capables de contourner ces contrôles réglementaires. «Nous avons préparé des nanoparticules amorphes et poreuses constituées de phosphate de calcium et de citrate, qui sont encapsulées dans une couche lipidique», explique von Schirnding. L’encapsulation garantit que ces particules sont facilement absorbées par les cellules sans déclencher de contre-mesures. Une fois à l’intérieur de la cellule, la couche lipidique est efficacement décomposée et de grandes quantités de calcium et de citrate se déposent dans le cytoplasme.

Des expériences sur des cellules cultivées ont révélé que les particules sont sélectivement létales – tuant les cellules cancéreuses, mais laissant les cellules saines (qui absorbent également les particules) pratiquement indemnes. «De toute évidence, les particules peuvent être hautement toxiques pour les cellules cancéreuses. – En effet, nous avons constaté que plus la tumeur est agressive, plus l’effet destructeur est important», explique Engelke.

Lors de l’absorption cellulaire, les nanoparticules acquièrent une seconde couche de membrane. Les auteurs de l’étude postulent qu’un mécanisme inconnu – qui est spécifique des cellules cancéreuses – provoque une rupture de cette membrane externe, permettant au contenu des vésicules de s’infiltrer dans le cytoplasme. Dans les cellules saines, en revanche, cette couche la plus externe conserve son intégrité et les vésicules sont ensuite excrétées intactes dans le milieu extracellulaire.

«La toxicité hautement sélective des particules nous a permis de traiter avec succès deux types différents de tumeurs pleurales très agressives chez la souris. Avec seulement deux doses, administrées localement, nous avons pu réduire la taille des tumeurs de 40 et 70%, respectivement, “dit Engelke. De nombreuses tumeurs pleurales sont les produits métastatiques des tumeurs pulmonaires et se développent dans la cavité pleurale entre le poumon et la cage thoracique. Comme cette région n’est pas alimentée en sang, elle est inaccessible aux agents chimiothérapeutiques. «En revanche, nos nanoparticules peuvent être directement introduites dans la cavité pleurale», explique Bein. De plus, au cours d’un traitement de 2 mois, aucun signe d’effets secondaires graves n’a été détecté. Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent que les nouvelles nanoparticules ont un grand potentiel pour le développement de nouveaux traitements pour d’autres types de cancer.

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Ludwig-Maximilians-Universität München. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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