Des nanoparticules magnétiques contre le cancer

07 février 2014

Des nanoparticules d’oxyde de fer semblent capables de reconnaître spécifiquement des cellules cancéreuses, s’y introduire et les détruire de l’intérieur, sans risque de générer une résistance comme c’est le cas avec les chimiothérapies classiques. Cette piste très enthousiasmante vient d’être testée avec succès dans un modèle d’étude in vitro.

Fioles et boîtes de pétri de culture cellulaire. Laboratoire de l'unité 829

Fioles et boîtes de pétri de culture cellulaire.

Des nanoparticules toxiques pour les cellules cancéreuses : l’idée n’est pas nouvelle mais, à Toulouse, des chercheurs Inserm de l’université Paul Sabatier, en collaboration avec une équipe CNRS de l'Institut national des sciences appliquées (LPCNO), viennent de montrer comment cibler très spécifiquement les tumeurs. De plus, les chercheurs sont parvenus à décrire la façon dont ces nanoparticules opèrent pour détruire les cellules malignes.

Une recette assez simple

Prenez quelques nanoparticules d’oxyde de fer, autrement dit de la rouille, greffez-y des molécules permettant de les "adresser" à des cellules tumorales et appliquez un champ magnétique : vous obtiendrez des débris de cellules malades en décomposition ! Cette procédure, assez simple sur le principe, a permis aux chercheurs de prouver que les nanoparticules d’oxyde de fer s’accumulent dans les cellules cancéreuses et induisent leur mort.

Les travaux conduits jusque-là consistaient généralement à injecter des nanoparticules, considérées comme sûre pour la santé, directement dans la tumeur. Avec cette étude, les auteurs montrent qu’il semble possible de les vectoriser, c’est à dire de les orienter vers la tumeur pour qu’elles s’y concentrent alors qu’elles ont été injectées par voie intraveineuse. Pour y parvenir, les chercheurs ont fixé aux nanoparticules une hormone qui reconnaît spécifiquement un récepteur* surexprimé à la surface de cellules de tumeurs endocrines comme des carcinomes de la thyroïde, les tumeurs endocrines du pancréas, les cancers du poumon non à petites cellules ou encore certains cancers gastriques.

Un dispositif efficace in vitro

Les chercheurs ont ensuite déposé cette préparation dans un milieu de culture contenant des cellules cancéreuses surexprimant ce récepteur ou des cellules témoins ne le surexprimant pas. Au bout de quelques heures, ils ont constaté que les nanoparticules s’accumulaient uniquement dans les cellules cancéreuses, au sein d’un compartiment appelé lysosome, "l’usine d’incinération des cellules", comme le qualifie Daniel Fourmy**, co-auteur de ces travaux. "Cela prouve que la nanoparticule a bien reconnu la cellule cancéreuse et que ce contact a entrainé son entrée à l’intérieur de la cellule", décrit le chercheur.

Avec l’aide d’un physicien, Julian Carrey, les biologistes ont ensuite appliqué un champ magnétique à ces cultures de cellules : "Ce champ excite les nanoparticules qui sont magnétiques puisqu’elles contiennent du fer. Elles se mettent à dégager localement de la chaleur, provoquant différentes réactions dont la libération de radicaux libres toxiques. Ces derniers font entrer la cellule dans un processus d’apoptose, c’est à dire de mort cellulaire", détaille le chercheur.

Des essais prévus chez l’animal

Concluants in vitro, ces résultats laissent entrevoir la possibilité d’une nouvelle approche thérapeutique pour cibler les tumeurs surexprimant des récepteurs ou protéines de surfaces spécifiques. Elle permettrait en outre de contourner les problèmes de résistance observés avec les chimiothérapies classiques. "Ces résistances sont dues à des mutations génétiques qui apparaissent dans les cellules cancéreuses, ou à l’activation de pompes de reflux des molécules de chimiothérapie vers l’extérieur de la cellule. Avec cette nouvelle approche, le fait de passer par la voie lysosomale permet d’échapper à ce problème majeur".

Le chemin à parcourir avant d’envisager une utilisation thérapeutique de ces nanoparticules reste néanmoins très long : "Il faut maintenant vérifier que nos nanoparticules sont furtives in vivo dans la circulation sanguine, qu’elles échappent au système immunitaire de l’hôte. Il faudra bien aussi s’assurer de leur efficacité", liste Daniel Fourmy. Des essais sur l’animal sont déjà programmés.

Note

* le récepteur 2 de la cholecystokinine
** EA 4552, Hôpital de Rangueil, Toulouse

Source

C. Sanchez et coll. Targeting a G‑Protein-Coupled Receptor Overexpressed in Endocrine
Tumors by Magnetic Nanoparticles To Induce Cell Death. ACS Nano, édition en ligne du 8 janvier 2014

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