Les nanoparticules magnétiques de forme unique offrent une percée dans le traitement du cancer

Les nanoparticules magnétiques de forme unique offrent une percée dans le traitement du cancer

De nouvelles nanoparticules magnétiques en forme de cube entre deux pyramides représentent une avancée majeure dans le traitement des tumeurs de l'ovaire et éventuellement d'autres cancers, selon les chercheurs de l'Oregon State University qui les ont développées.

Les scientifiques affirment que l’étude met en évidence l’importance de la forme dans la conception des nanoparticules magnétiques et que les résultats pourraient révolutionner les traitements utilisant la chaleur pour endommager ou tuer les cellules cancéreuses.

Les nanoparticules sont constituées d’oxyde de fer et dopées au cobalt. Le dopage fait référence à l'ajout de quelque chose comme moyen d'ajuster les caractéristiques.

Lorsque les particules s’accumulent dans les tissus cancéreux après une injection intraveineuse, elles peuvent rapidement atteindre des températures qui affaiblissent ou détruisent les cellules cancéreuses.

L'étude sur le modèle de souris, publiée dans des matériaux fonctionnels avancés, fait partie de la recherche nanomédicale en cours menée par des scientifiques de l'OSU College of Pharmacy.

Les nanoparticules sont aussi petites qu'un milliard de mètres et possèdent des propriétés particulières en raison de leur petite taille et de leur rapport surface/volume élevé.

Les nanoparticules magnétiques ont montré un potentiel anticancéreux depuis des années, ont déclaré les scientifiques, mais actuellement l'hyperthermie magnétique ne peut généralement être utilisée que pour les patients dont les tumeurs sont accessibles via une aiguille hypodermique, c'est-à-dire si les particules peuvent être injectées directement dans le cancer.

Avec les nanoparticules magnétiques actuellement disponibles, les températures thérapeutiques requises – supérieures à 44 degrés Celsius – ne peuvent être atteintes que par injection directe. Et ces nanoparticules n’ont qu’une efficacité thermique modérée, ce qui signifie qu’elles ont besoin d’une concentration élevée dans la tumeur – supérieure à l’administration systémique normale – pour générer suffisamment de chaleur. "

Oleh Taratula, professeur de sciences pharmaceutiques, Oregon State University

Taratula et ses collaborateurs de l’Oregon State, de l’Oregon Health & Science University et de l’Indian Institute of Technology Mandi ont utilisé une nouvelle méthode de décomposition thermique – un processus en deux étapes qu’ils appellent ensemencement et croissance – pour fabriquer des nanoparticules d’oxyde de fer dopées au cobalt en forme de bipyramide cubique. Leur article est le premier rapport sur ce type de nanoparticules avec cette forme spécifique.

"Ces nanoparticules présentent une capacité remarquable à chauffer rapidement, augmentant les températures de 3,73 degrés Celsius par seconde sous un champ magnétique alternatif", a déclaré Prem Singh, chercheur postdoctoral au Collège de pharmacie. "C'est deux fois plus élevé que la puissance calorifique de nos nanoparticules d'oxyde de fer dopées au cobalt publiées précédemment."

Cela signifie qu’une patiente atteinte d’un cancer de l’ovaire pourrait recevoir une injection intraveineuse et voir sa tumeur disparaître après une séance de champ magnétique non invasive de 30 minutes. Selon les chercheurs, de courtes séances de traitement améliorent le confort et l’observance du patient.

Un peptide ciblant le cancer aide les nanoparticules dans la tumeur, et comme l'efficacité de chauffage des particules est si forte, la concentration nécessaire de nanoparticules peut être obtenue sans dosage élevé, sans toxicité limitée et sans effets secondaires.

"C'est la première fois que des nanoparticules injectées par voie systémique chauffent des tumeurs au-delà de 50°C, dépassant de manière significative le seuil thérapeutique de 44°C pour un traitement efficace à une dose cliniquement pertinente", a déclaré Olena Taratula, professeure agrégée de sciences pharmaceutiques à l'OSU. « Il existe désormais un grand potentiel pour appliquer l’hyperthermie magnétique à une variété de populations difficiles à atteindre, rendant le traitement plus polyvalent et plus largement disponible. »

Karthickraja Duraisamy de l'État de l'Oregon, Constanzraitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya Demessie, Youngrong Park, Yoon, ainsi que Babak Mamnoon et Ana Paula Mesquita Mesquita.

L’Institut national du cancer des National Institutes of Health et l’Institut national Eunice Kennedy Shriver de la santé infantile et du développement humain ont soutenu cette recherche.

Sources :