Selon des recherches menées à l’Université de Binghamton, Université d’État de New York, les nanovésicules peuvent être bio-conçues pour cibler les cellules cancéreuses et administrer directement des traitements.
Deux faits malheureux à propos de la chimiothérapie : elle peut nuire aux cellules saines ainsi qu’aux cellules cancéreuses, et de nombreuses cibles thérapeutiques restent dans les cellules cancéreuses, ce qui les rend plus difficiles à atteindre.
Les ingénieurs biomédicaux de l’Université de Binghamton font partie de ceux qui étudient l’utilisation de nanovésicules dérivées de cellules pour administrer des agents thérapeutiques à l’intérieur des cellules cancéreuses avec une meilleure précision et efficacité. Les petits sacs de protéines, de lipides et d’ARN que les cellules sécrètent comme méthode de communication intercellulaire pourraient être modifiés pour transporter des médicaments.
« Ces nanoporteurs ont d’excellentes propriétés », a déclaré Yuan Wan, professeur adjoint au département de génie biomédical du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science. « Par exemple, ils peuvent être récoltés à partir de souches de cellules humaines, de sorte que la réponse immunitaire est très faible. Cela permet une biocompatibilité optimale, de sorte qu’ils échappent à la clairance immunitaire et ont une demi-vie sanguine prolongée. Le temps de circulation dans le corps est peut-être 45 secondes, de sorte que les nanovésicules chargées de médicament peuvent voyager plusieurs fois en toute sécurité vers les tumeurs et que les médicaments ont plus de chances d’être absorbés par les cellules cancéreuses par rapport aux médicaments introduits librement dans le corps.
De grandes quantités de médicaments encapsulés peuvent être bien protégées et retenues par les membranes lipidiques des nanovésicules. Une fois que les cellules cancéreuses ont absorbé ces nanovésicules, des concentrations élevées de médicament dans le microenvironnement tumoral tuent efficacement les cellules cancéreuses. En comparaison, les médicaments libres peuvent se diffuser rapidement et sont ensuite nettoyés du corps. Seule une infime quantité de médicaments atteint les tumeurs, ce qui rend l’efficacité du traitement très faible. Vous pouvez augmenter la dose, mais une dose plus élevée entraîne également une toxicité systématique élevée. »
Yuan Wan, professeur adjoint, Département de génie biomédical du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science
Dans leur nouvelle étude, publiée dans Communication Naturel’équipe de Binghamton a expérimenté des fragments de ciblage et des fusogènes viraux modifiés, qui sont des protéines qui facilitent le ciblage du cancer et la fusion des membranes cellulaires.
En identifiant les antigènes surexprimés ou spécifiques au cancer qui se produisent dans les cellules malignes et en utilisant des fractions de ciblage et des nanovésicules co-équipées de fusogènes, des médicaments encapsulés sont injectés dans les cellules cancéreuses tout en laissant les cellules saines seules.
« Les gens utilisent largement des nanoporteurs connus sous le nom de liposomes décorés de polymères, et ils sont déjà approuvés par la FDA », a déclaré Wan. « Mais ils ne sont pas parfaits, car ils n’ont aucun effet ciblant le cancer et peuvent avoir de très graves problèmes d’immunogénicité. [triggering a response by the immune system]. »
En 2021, Wan a reçu une subvention de 2,4 millions de dollars des National Institutes of Health pour tester des vésicules extracellulaires dérivées du plasma afin de diagnostiquer si les nodules pulmonaires solitaires trouvés dans les poumons humains sont bénins ou malins. D’autres méthodes de détermination de la malignité prennent trop de temps ou sont plus invasives.
En tirant parti de cette subvention, cette recherche actuelle mais distincte exploite les nanovésicules afin qu’elles fonctionnent pour nous et soient spécifiques dans ce qu’elles affectent. Idéalement, les médecins pourraient préparer ces fractions de ciblage et ces nanovésicules co-équipées de fusogènes pour une utilisation dans une administration de vaccins et un génie génétique plus sûrs.
Quant à la suite, Wan a déclaré : « Nous devons montrer l’efficacité de leur traitement dans de grands modèles animaux et démontrer que nous n’avons pas besoin d’une grande quantité de ces vésicules car nous aurons la fonction de fusion membranaire. Si vous réduisez le nombre de des vésicules et des médicaments dont vous avez besoin, vous réduisez le coût du traitement et les effets secondaires. »
