Traditionnellement, la radiothérapie, la chimiothérapie et la chirurgie ont été les moyens les plus courants d'éliminer et de détruire les cellules malignes. Cependant, comme ces traitements peuvent également endommager les cellules saines, elles ont souvent des effets secondaires importants. Aujourd'hui, des thérapies plus précises et ciblées émergent, conçues pour attaquer les cellules cancéreuses tout en épargnant les tissus normaux.
Le professeur Eijiro Miyako et son équipe de recherche au Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) sont pionnières de telles approches innovantes pour le traitement du cancer. Auparavant, son équipe a développé des bactéries ciblant les tumeurs qui déclenchent le système immunitaire pour attaquer les cellules tumorales. Dans une étude publiée dans la revue Petite science Le 3 mars 2025, le professeur Miyako et son équipe ont développé des nanoparticules qui peuvent être magnétiquement dirigées vers les cellules tumorales, puis chauffées avec un laser pour détruire les cellules tumorales.
Ce traitement est basé sur la thérapie photothermique, qui consiste à fixer des nanoparticules photothermales – des particules qui absorbent la lumière et la convertissent en chaleur – pour détruire sélectivement les cellules cancéreuses. Lorsqu'elles sont exposées à la lumière laser proche infrarouge (NIR), les nanoparticules génèrent de la chaleur, détruisant la tumeur. L'équipe a utilisé des nanohornes de carbone biocompatibles (CNH) comme agents photothermaux. Les CNH sont des nanostructures sphériques à base de graphène qui ont été précédemment utilisées pour la livraison de médicaments et la bioimagerie. Cependant, un défi clé dans l'utilisation du CNHS est de s'assurer que les nanoparticules s'accumulent efficacement dans les tumeurs.
Pour y remédier, l'équipe a modifié le CHNS en ajoutant du liquide ionique magnétique 1-butyl-3-méthylimidazolium tétrachloroferrate ((BMIM) (FECL4)) à leur surface. Les liquides ioniques ont des propriétés anticancéreuses et confèrent des propriétés magnétiques aux nanoparticules, ce qui leur permet d'être guidé sur des sites tumoraux à l'aide d'un aimant externe. Cependant, les CNH sont naturellement insolubles dans l'eau et (BMIM) (FECL4) est hydrophobe (hydrofuge), posant un défi pour une utilisation dans le corps. Pour améliorer la dispersibilité des particules dans le corps, les chercheurs ont ajouté un revêtement de polyéthylène glycol pour améliorer la solubilité et la dispersibilité des particules dans le corps. Ils ont également incorporé un colorant fluorescent, l'indocyanine vert, dans la nanoparticule pour agir en tant que tracker visuel, permettant une surveillance en temps réel des nanoparticules.
« L'approche innovante de cette étude sur la conception des nanocomplex nous permet d'appliquer pour la première fois des liquides ioniques magnétiques au traitement du cancer ». explique le professeur Miyako. « Cela représente une progression importante, offrant une nouvelle avenue pour les théranostiques du cancer. »
Les nanoparticules de seulement 120 nanomètres avaient une efficacité de conversion photothermique de 63%, surpassant de nombreux agents photothermaux conventionnels et étaient suffisants pour tuer les cellules cancéreuses. Dans les tests de laboratoire, lorsqu'ils sont ajoutés aux cellules du carcinome du côlon dérivé de la souris (COLON26), les nanoparticules ont effectivement induit la mort cellulaire lors de l'exposition à un laser NIR de 808 nm à 0,7 W (~ 35,6 MW mm−2) pendant 5 minutes. Lorsqu'ils sont injectés dans des souris avec des tumeurs Colon26, les chercheurs ont pu diriger les nanoparticules de la tumeur à l'aide d'un aimant. Ces nanoparticules accumulées ont chauffé les tumeurs à 56 ° C, une température suffisamment élevée pour détruire les cellules cancéreuses. Les résultats étaient prometteurs: les souris traitées avec les nanoparticules guidées par l'aimant ont montré une élimination complète de la tumeur après six traitements laser, sans récidive au cours des 20 jours suivants. En revanche, lorsque les nanoparticules n'ont pas été guidées par des aimants, les tumeurs se sont réprimrées après l'arrêt du traitement au laser, ce qui indique que des nanoparticules insuffisantes s'étaient accumulées pour éradiquer pleinement les cellules cancéreuses.
Ce traitement innovant combine trois mécanismes puissants: la destruction à base de chaleur des cellules cancéreuses, l'effet chimiothérapeutique ciblant la tumeur du liquide ionique et le guidage magnétique. Cette approche multimodale offre une alternative plus efficace aux thérapies conventionnelles, qui reposent généralement sur un seul mode d'action. De plus, l'étude met en évidence le potentiel des liquides ioniques magnétiques dans le traitement du cancer, ouvrant la voie à de nouvelles stratégies thérapeutiques.
« Cette nanoplateforme simple mais très efficace, qui exploite plusieurs mécanismes de tumeurs, a un potentiel important pour de futures applications cliniques dans le diagnostic et le traitement du cancer », « dit le professeur Miyako. « Cependant, d'autres tests de sécurité et le développement d'un système laser endoscopique efficace seront nécessaires pour traiter les tumeurs plus profondes. »
