La modification des caractéristiques physiques des biomatériaux microscopiques pour interagir de manière transparente avec les tissus du corps pourrait débloquer des traitements contre le cancer plus sûrs et plus efficaces, selon les chercheurs de Virginia Tech au Fralin Biomedical Research Institute de VTC.
Dans une revue en ligne prévue pour le numéro du 10 février de la Journal of Controlled Releaseune équipe de recherche dirigée par Daeyong Lee, professeur adjoint au Centre de recherche sur le cancer de l'Institut à Roanoke, a souligné comment de légers changements dans les nanoparticules et les biomatériaux thérapeutiques peuvent un jour améliorer les résultats du traitement pour les patients.
L'article de revue décrit une zone sous-explorée de thérapie contre le cancer: le rôle des propriétés physiques, telles que la taille, la forme et la rigidité, pour régler les réponses immunitaires du corps.
La modification des caractéristiques physiques des biomatériaux s'avère être un outil puissant pour contrôler le comportement des cellules immunitaires. Cette approche nous permet de cibler et d'activer précisément les cellules immunitaires innées, telles que les macrophages et les cellules tueuses naturelles, qui jouent un rôle essentiel dans la lutte contre le cancer. «
Daeyong Lee, membre du Département de génie biomédical et de mécanique du Virginia Tech College of Engineering
L'expertise et les contributions de Lee à travers des publications à fort impact à l'intersection de la science des biomatériaux et de l'immunothérapie contre le cancer lui ont valu une invitation à collaborer avec son équipe de laboratoire et à revoir le domaine dans le domaine Journal of Controlled Release Article.
Alors que les premières études sur les approches de biomatériaux se sont révélées prometteuses, de nombreuses tentatives ont échoué dans les essais cliniques, en particulier pour certains types de tumeurs. Pour surmonter ces défis, l'équipe de Lee passe à l'optimisation de l'optimisation uniquement des propriétés chimiques à affiner les attributs physiques des biomatériaux pour améliorer leurs interactions avec les cellules immunitaires.
Ce travail s'appuie sur une étude publiée dans Génie biomédical de la nature en 2024, dans lequel Lee et ses collègues ont conçu des protéines chargées positivement pour activer les voies immunitaires.
Les polypeptides synthétiques ont fonctionné en favorisant la libération d'ADN mitochondrial, qui à son tour amorçait les cellules T contre le cancer. Dans les modèles de souris de cancer du sein avancé, ces polypeptides conçues (LD1) ont déclenché des réponses immunitaires antitumorales robustes, offrant une nouvelle approche potentielle de la thérapie par cancer.
« La conception et l'optimisation des propriétés physiques des biomatériaux sont une zone sous-explorée avec un potentiel significatif », a déclaré Eunhye Kim, premier auteur de l'étude et associé postdoctoral au Lee Lab au Fralin Biomedical Research Institute. « C'est excitant d'être à l'avant-garde de ce domaine en avance rapide, ce qui stimule les découvertes selon lesquelles un jour peut aider les patients cancéreux. »
Malgré ces avancées, Lee a déclaré que des défis demeurent. Traduire les innovations du laboratoire vers des milieux cliniques nécessite de traiter l'évolutivité, la fabrication et d'assurer la sécurité dans diverses populations de patients. La collaboration entre les disciplines – y compris les sciences des matériaux, l'immunologie et la recherche clinique – sera essentielle pour surmonter ces obstacles et jeter les bases des traitements contre le cancer de nouvelle génération, a déclaré Lee.
L'assistante de recherche Katelyn Wahl et l'étudiante diplômée en génie biomédical, Erica Guelfi, ont également contribué à l'étude.
En se concentrant sur l'ingénierie physique des biomatériaux, Lee's Lab travaille à transformer le traitement du cancer pour les patients qui sont actuellement confrontés à des options de traitement limitées.
« Nous avons la chance d'avoir recruté le Dr Lee à Virginia Tech du MD Anderson Cancer Center à Houston car son travail représente l'une des approches essentielles de la thérapie contre le cancer de la prochaine génération que nous mettons l'accent dans nos centres de recherche sur le cancer à Roanoke et à Washington , DC », a déclaré Michael Friedlander, directeur exécutif de l'Institut de recherche et vice-président de Virginia Tech pour les sciences et technologies de la santé. « Son recrutement a été rendu possible avec l'aide d'un don transformationnel de la Red Gates Foundation qui aide la croissance de Virginia Tech dans la recherche sur le cancer. »
