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Un anticorps chargé sur une armature organique métallique poreuse est libéré par l’environnement acide qui entoure les tumeurs, ce qui limite les effets néfastes de l’administration de l’anticorps seul.

Un système de libération médicamenteux ciblé

Le chargement d’un médicament d’immunothérapie anticancéreuse sur une armature métallique organique, améliore à la fois son administration et sa libération prolongée pour le traitement de la leucémie. De plus, le revêtement de sa structure chargée de médicament avec une membrane de cellule cancéreuse, améliore la délivrance ciblée aux tumeurs solides. Ces résultats pourraient conduire à des immunothérapies anticancéreuses plus sûres et plus fiables.
« Nous pensons que nos découvertes sont très importantes car elles montrent que les effets secondaires indésirables de l’immunothérapie peuvent être modulés en choisissant le bon véhicule d’administration », déclare Niveen Khashab, chimiste de KAUST. « Elles montrent également que l’administration ciblée peut être établie de manière réaliste grâce à une fonctionnalisation appropriée de la surface ».
L’immunothérapie du cancer implique l’utilisation de médicaments qui modulent le système immunitaire, pour le rendre plus efficace dans l’attaque des tumeurs. Le nivolumab est l’un de ces médicaments, qui contrecarre une stratégie d’évasion immunitaire du cancer, qui consiste à exprimer les molécules PD-L1 qui désactivent les cellules T en bloquant les molécules PD-1 à leur surface.

le ZIF-8 donne un minimum d’effets indésirables

Pourtant, le nivolumab, comme d’autres « inhibiteurs des points de contrôle immunitaires », peut provoquer des effets indésirables liés au système immunitaire, où une activation excessive des lymphocytes T entraîne une réponse immunitaire contre les organes du receveur. Les scientifiques cherchent des moyens d’améliorer la délivrance d’anticorps comme le nivolumab afin que leur libération soit lente, soutenue et ciblée, avec un minimum d’effets indésirables.
Le groupe de M. Khashab a travaillé avec un cadre organique métallique appelé imidazolate zéolitique (ZIF-8), un solide cristallin formé de sous-unités d’ions zinc attachées à du méthylimidazole organique. « Les nanoparticules de ZIF-8 ont montré un grand potentiel dans l’administration de médicaments contre le cancer au cours des dernières années », explique Somayah Qutub, un étudiant en doctorat du groupe de Khashab. « Elles sont composées d’ions de zinc et d’imidazole, qui se trouvent naturellement dans le corps ». Cela rend sa nature biocompatible, biodégradable et très poreuse du ZIF-8 idéale pour le chargement et l’administration en toute sécurité de médicaments comme le nivolumab.
L’équipe de M. Khashab a chargé le nivolumab sur le ZIF-8 et a testé ses effets sur des cellules leucémiques. Ils ont découvert que l’anticorps était lentement libéré du cadre ZIF-8 lorsqu’il se trouvait à proximité d’un micro-environnement tumoral légèrement acide. Ce processus empêche les cellules T d’être désactivées par les cellules cancéreuses afin qu’elles puissent attaquer les cellules leucémiques.

D’excellents résultats mais ce système doit être optimisé

L’équipe a également testé ce système permettant de délivrer l’anticorps aux tumeurs solides, à la fois dans des expériences en boîte de Pétri et chez la souris. Ils ont encapsulé le ZIF-8 chargé de nivolumab avec la membrane des cellules cancéreuses visées. Cela a permis de délivrer le système à la tumeur avec précision, puis de libérer le médicament lentement et durablement. Il est important de noter que les souris ont montré une toxicité négligeable du médicament, qui a considérablement inhibé la croissance de la tumeur et a prolongé la survie.
« Notre prochaine étape est d’améliorer ce système », déclare M. Qutub. « Nous combinons les médicaments d’immunothérapie avec d’autres modalités anticancéreuses pour obtenir un effet synergique. Nous travaillons également à l’optimisation du revêtement de la membrane des cellules cancéreuses avec d’autres matériaux afin que ce système puisse être facilement reproductible, évolutif et compatible avec les normes de l’industrie biopharmaceutique ».
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : King Abdullah University of Science and Technology
Crédit photo : StockPhotoSecrets 

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