Des biodéchets au traitement anticancéreux de précision
Le diagnostic et le traitement du cancer reposent souvent sur des technologies distinctes. Les cliniciens doivent alors recourir à différentes procédures pour localiser les tumeurs, en évaluer les caractéristiques et administrer les traitements. La mise au point d’outils plus sûrs capables de réunir ces différentes fonctions pourrait améliorer la précision de la prise en charge du cancer tout en réduisant les contraintes imposées aux patients.
De la biomasse aux nanohybrides multifonctionnels
Avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), le projet UNAT(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a évalué des nanohybrides ultrafins à base de carbone conçus pour associer imagerie et traitement du cancer au sein d’une même plateforme. En associant des structures carbonées organiques à des composants métalliques, les chercheurs cherchaient à tirer parti de leurs propriétés complémentaires pour des applications théranostiques. L’une des particularités de cette approche réside dans l’importance accordée à une synthèse durable. Les noyaux carbonés peuvent être produits à partir de biomasse et de biodéchets, notamment de déchets de café(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) et de coques d’arachide(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), offrant ainsi une autre source de matières premières pour produire des nanomatériaux. Les nanohybrides ainsi obtenus peuvent être fonctionnalisés afin de contrôler leurs interactions avec les cellules et leur accumulation dans l’organisme.
Imagerie et traitement sur une même plateforme
«Les nanohybrides à base de carbone mis au point dans le cadre du projet UNAT constituent un outil médical de nouvelle génération particulièrement prometteur, car ils associent des techniques de diagnostic avancées et une thérapie ciblée au sein d’une plateforme unique et ultrafine», explique le responsable scientifique, Vladimir Lysenko. Leur très petite taille, inférieure à 20 nm, ainsi que leurs propriétés physicochimiques leur permettent de produire différents signaux d’imagerie. Contrairement aux agents de contraste cliniques classiques, les nanohybrides d’UNAT sont bimodaux: ils émettent une fluorescence multispectrale permettant une visualisation cellulaire et peropératoire haute résolution. Ils permettent parallèlement de réaliser une imagerie par résonance magnétique (IRM) des tissus profonds avec un contraste élevé. En pratique clinique, cela signifierait que la présence simultanée de signaux fluorescents et de signaux d’IRM dans une zone donnée constituerait un indice très fiable de la présence de tissu cancéreux. Surtout, leur taille hydrodynamique extrêmement réduite et leur charge de surface négative garantissent une élimination rapide et efficace par les voies rénale et hépatobiliaire. Le risque de toxicité à long terme s’en trouve ainsi pratiquement éliminé.
Vers une prise en charge personnalisée du cancer
UNAT a démontré que ces nanohybrides pourraient servir non seulement d’agents d’imagerie, mais aussi d’outils thérapeutiques. Plusieurs points de carbone ont montré une activité antitumorale(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) intrinsèque in vivo. Une formulation riche en azote a notamment permis d’inhiber jusqu’à 93 % de la croissance tumorale et de réduire les métastases pulmonaires dans un modèle murin. Des nanohybrides contenant du gadolinium ont également présenté des effets radiosensibilisants après des administrations répétées in vivo, entraînant une inhibition de 97 % de la croissance tumorale. Bien que d’importants travaux restent nécessaires avant d’envisager une utilisation clinique, les résultats d’UNAT constituent une base solide pour poursuivre le développement de cette technologie. Les chercheurs devront clarifier les mécanismes à l’origine de ces puissants effets antitumoraux, optimiser les modalités d’administration et tester les nanohybrides sur un éventail plus large de modèles tumoraux. La prochaine phase comprendra également la protection de la propriété intellectuelle, le passage à une production à plus grande échelle dans le respect des bonnes pratiques de fabrication, ainsi que des études toxicologiques et pharmacocinétiques approfondies, avant d’éventuels essais cliniques de phase I. Si ces étapes sont franchies avec succès, cette technologie multimodale pourrait contribuer à une prise en charge plus personnalisée du cancer et permettre de mieux cibler les décisions thérapeutiques et le suivi de la réponse au traitement au fil du temps. «Plutôt que de s’appuyer uniquement sur les réponses observées à l’échelle d’une population, une telle approche pourrait aider à identifier les patients qui ont le plus de chances de tirer bénéfice d’un traitement donné», conclut Vladimir Lysenko.
