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Des chercheurs en ingénierie de l’université de Toronto ont découvert un seuil de dose qui augmente considérablement la distribution de médicaments contre le cancer dans une tumeur. Cette détermination de ce seuil fournit une méthode potentiellement universelle pour mesurer le dosage des nanoparticules et pourrait contribuer à faire progresser une nouvelle génération de thérapie, d’imagerie et de diagnostic du cancer.

Déterminer un seuil pour une meilleure distribution

« C’est une solution très simple, qui consiste à ajuster le dosage, mais les résultats sont très puissants », déclare le candidat au doctorat Ben Ouyang, qui a dirigé ces recherches sous la supervision du professeur Warren Chan. Leurs conclusions apportant des solutions à un problème de distribution de médicaments soulevé précédemment par M. Chan et les chercheurs il y a quatre ans dans Nature Reviews Materials.
Ces nanotechnologies sont utilisées pour administrer des médicaments aux sites de cancer, ce qui peut aider le patient à répondre au traitement et réduire les effets secondaires indésirables, tels que la perte de cheveux et les vomissements. Cependant, dans la pratique, peu de particules injectées atteignent le site de la tumeur. Dans le document « Nature Reviews Materials », l’équipe a étudié la littérature de la dernière décennie et a constaté qu’en moyenne, seulement 0,7 % des nanoparticules chimiothérapeutiques parviennent à atteindre une tumeur ciblée.
« Les promesses des thérapeutiques émergentes dépendent de notre capacité à les livrer sur le site cible », explique M. Chan. « Nous avons découvert un nouveau principe d’amélioration du processus de distribution. Cela pourrait être important pour les nanotechnologies, les éditeurs de génomes, l’immunothérapie et d’autres technologies ».
L’équipe de M. Chan a vu dans le foie, qui filtre le sang, la plus grande barrière à la distribution des médicaments à base de nanoparticules. Ils ont émis l’hypothèse que le foie aurait un seuil d’absorption – en d’autres termes, une fois que l’organe est saturé de nanoparticules, il ne serait pas capable de suivre les doses plus élevées. Leur solution a consisté à manipuler la dose de manière à submerger les cellules de Kupffer filtrantes de cet organe, qui tapissent les canaux du foie.

Avec un trillion la distribution était de 12 %

Les chercheurs ont découvert que l’injection in vivo d’un trillion de nanoparticules dans des souris suffisait à submerger les cellules, de sorte qu’elles ne pouvaient pas absorber les particules assez rapidement pour suivre de plus grandes doses. Le résultat est une efficacité de distribution de 12 % pour la tumeur.
« Il reste encore beaucoup de travail à faire pour augmenter ces 12 %, mais c’est un grand pas en avant par rapport à 0,7 % », explique M. Ouyang. Les chercheurs ont également testé de manière approfondie si le fait de surcharger les cellules de Kupffer entraînait un risque de toxicité dans le foie, le cœur ou le sang.
« Nous avons testé l’or, la silice et les liposomes », dit Ouyang. « Dans toutes nos études, peu importe à quel point nous avons augmenté le dosage, nous n’avons jamais vu aucun signe de toxicité. » L’équipe a utilisé ce principe de seuil pour améliorer l’efficacité d’une nanoparticule cliniquement utilisée et chargée de médicament chimiothérapeutique, appelée Caelyx. Leur stratégie a permis de réduire les tumeurs de 60 % de plus que le Caelyx seul, à une dose déterminée du médicament doxorubicine.

Une solution simple

La solution des chercheurs étant simple, ils espèrent que ce seuil aura des répercussions positives, même dans les conventions actuelles de dosage des nanoparticules pour les essais cliniques sur l’homme. Ils ont calculé que le seuil humain serait d’environ 1,5 quadrillion de nanoparticules. « Cette méthode est simple et révèle que nous n’avons pas à reconcevoir ces nanoparticules pour améliorer la distribution », explique M. Chan. « Cela pourrait permettre de surmonter un problème majeur de distribution. »
Cette recherche a été publiée dans Nature Materials.
Source : University of Toronto
Crédit photo : Pexels