Une équipe de recherche internationale dirigée par l’Université RMIT a créé de minuscules particules, appelées nanodots, fabriquées à partir d’un composé métallique capable de tuer les cellules cancéreuses tout en laissant les cellules saines largement indemnes.
Bien que ces travaux en soient encore au stade de la culture cellulaire – ils n'ont pas été testés sur des animaux ou des humains – ils laissent entrevoir une nouvelle stratégie pour concevoir des traitements contre le cancer qui exploitent les propres faiblesses du cancer.
Les particules sont fabriquées à partir d’oxyde de molybdène, un composé à base d’un métal rare appelé molybdène, souvent utilisé dans l’électronique et les alliages.
Le professeur Jian Zhen Ou, chercheur principal de l'étude, et le Dr Baoyue Zhang, de l'École d'ingénierie, ont déclaré qu'en modifiant la composition chimique, les particules libéraient des molécules d'oxygène réactives – des formes instables d'oxygène qui peuvent endommager les composants cellulaires et déclencher la mort cellulaire.
Lors de tests, les particules ont tué trois fois plus de cellules cancéreuses du col de l’utérus que de cellules saines en 24 heures. Surtout, ils ont fonctionné sans avoir besoin de lumière, ce qui est inhabituel pour ce type de technologie.
Les cellules cancéreuses vivent déjà sous un stress plus élevé que les cellules saines.
Nos particules poussent ce stress un peu plus loin – suffisamment pour déclencher l’autodestruction des cellules cancéreuses, tandis que les cellules saines s’en sortent très bien. »
Dr Baoyue Zhang, École d'ingénierie, Université RMIT
La collaboration a impliqué le Dr Shwathy Ramesan du Florey Institute of Neuroscience and Mental Health à Melbourne et des chercheurs d'institutions en Chine, notamment l'Université du Sud-Est, l'Université baptiste de Hong Kong et l'Université de Xidian, avec le soutien du Centre d'excellence de l'ARC en microcombes optiques (COMBS).
« Le résultat a été des particules qui génèrent un stress oxydatif de manière sélective dans les cellules cancéreuses dans des conditions de laboratoire », a-t-elle déclaré.
Comment fonctionne l'innovation
L'équipe a ajusté la recette de l'oxyde métallique, en ajoutant de petites quantités d'hydrogène et d'ammonium.
Ce réglage précis a modifié la façon dont les particules traitaient les électrons, les aidant à produire davantage de molécules d'oxygène réactives qui conduisent les cellules cancéreuses à l'apoptose – le processus naturel de nettoyage du corps pour les cellules endommagées.
Dans un autre test, les mêmes particules ont décomposé un colorant bleu de 90 % en seulement 20 minutes, démontrant à quel point leurs réactions peuvent être puissantes, même dans l'obscurité.
La plupart des traitements actuels contre le cancer affectent à la fois les tissus cancéreux et les tissus sains. Les technologies qui stressent de manière plus sélective les cellules cancéreuses pourraient conduire à des thérapies plus douces et plus ciblées.
Étant donné que ces particules sont basées sur un oxyde métallique commun plutôt que sur des métaux nobles coûteux ou toxiques comme l’or ou l’argent, elles pourraient également être moins chères et plus sûres à développer.
Prochaines étapes pour l’industrie et les chercheurs cliniques
L'équipe COMBS du RMIT poursuit ce travail, avec les prochaines étapes comprenant :
- ciblant les systèmes de distribution afin que les particules s’activent uniquement à l’intérieur des tumeurs.
- contrôler la libération d’espèces réactives de l’oxygène pour éviter d’endommager les tissus sains.
- rechercher des partenariats avec des sociétés de biotechnologie ou pharmaceutiques pour tester les particules sur des modèles animaux et développer des méthodes de fabrication évolutives.
