Une nouvelle étude majeure cartocie la montée en puissance des hydrogels en thérapie contre le cancer, révélant comment ce matériau flexible pourrait conduire la prochaine vague de traitements précis et moins toxiques.
Étude: Hydrogels dans le traitement du cancer: cartographie l'avenir de l'administration de médicaments de précision. Crédit d'image: Murat Photographe / Shutterstock.com
Les thérapies contre le cancer modernes ont entraîné des taux de survie plus élevés dans de nombreux cas. Cependant, leur mode de livraison et l'action générique sont associés à de plus grands effets indésirables et à une efficacité potentiellement plus faible. Une revue récente publiée dans Frontières en immunologie Analysé le potentiel d'introduction d'hydrogels dans le traitement du cancer, ce qui pourrait conduire à des plateformes d'administration de médicaments personnalisées, plus efficaces et moins toxiques.
Sommaire
Introduction
Les traitements contre le cancer comprennent la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie et la médecine traditionnelle chinoise. La chimiothérapie est très couramment utilisée pour augmenter le temps de survie mais est associée à une gamme d'effets indésirables graves. Habituellement, ceux-ci surviennent en raison des effets hors cible de ces molécules hautement cytotoxiques.
L'administration ciblée de médicaments est le Saint Graal de la thérapie contre le cancer. Les systèmes plus récents sont théorisés, ce qui dirigera les médicaments pour agir uniquement sur les cellules cancéreuses, médiées par des mécanismes de reconnaissance spécifiques aux cellules ou aux tumeurs.
Les nanocarriers, une avenue prometteuse, sont utilisés pour transporter des médicaments cytotoxiques à petite molécule vers des cellules spécifiques, améliorant leur efficacité. Par exemple, un nanosystème sensible au pH libère le médicament dans le microenvironnement acide de la tumeur.
En plus de garantir une répartition plus uniforme de médicaments au sein de la tumeur, ces systèmes d'administration de médicaments traversent également des barrières biologiques pour atteindre des cibles intracellulaires, améliorant les résultats du traitement. Les hydrogels sont un autre domaine de recherche potentiel dans ce domaine.
Que sont les hydrogels?
Les hydrogels sont des polymères hydrophiles, synthétiques ou naturels, avec une structure de réseau tridimensionnelle qui peut héberger l'eau et les molécules de médicament. Ils peuvent être couplés à des cadres métal-organiques, formant des matériaux composites qui modifient leur structure lorsqu'ils sont exposés à différents environnements ou stimuli.
Avec ces propriétés, les hydrogels ont un énorme potentiel en tant que porteurs efficaces pour l'administration de médicaments localisés et soutenus aux cancers. Leur nature semi-solide facilite leur utilisation en tant que porteurs transdermiques des médicaments antitumoraux.
Les hydrogels injectables offrent un système d'administration de chimiothérapie innovant et peu invasif qui transporte des médicaments à la tumeur sans entrer dans la circulation systémique. La formulation d'hydrogel aide également les médicaments à mieux pénétrer et à rester sur le site actif pendant de longues périodes, via une diffusion passive et un transport actif à travers la membrane cellulaire.
Conclusions clés
La présente étude visait à fournir un aperçu complet de l'état des hydrogels dans le traitement du cancer aujourd'hui. Les auteurs ont analysé 4 108 publications, principalement en provenance de Chine, des États-Unis et de l'Inde, en utilisant des outils bibliométriques tels que CiteSpace, Hiscite, Vosviewer et R, pour explorer les tendances de l'administration de médicaments à base d'hydrogel dans le cancer.
Ils ont constaté que le principal journal de ce domaine (faisant référence au nombre d'articles) était le Journal international de macromolécules biologiquessuivi du Journal of Drug Living Science and Technology et Libération contrôlée. En tant que tels, ceux-ci méritent d'être étroitement suivis par des chercheurs dans ce domaine.
L'analyse a montré que le professeur Pourmadadi Mehrab en tant que chercheur influent dans ce domaine, collaborant souvent avec Rahdar Abbas et Pandey Sadanand. Qian Zhiyong, Zhang Yu et leurs collaborateurs ont formé un autre cluster proche. Seuls quelques auteurs étaient très prolifiques et le domaine présentait un degré relativement faible de collaboration des auteurs.
Le nombre d'articles relatifs à ce domaine a été faible initialement, mais a augmenté après 2008, prenant une nouvelle reprise nette en 2016. La production la plus élevée était en 2024, avec plus de 613 articles. Cela démontre la croissance de l'intérêt pour ce sujet pivot.
Plusieurs revues et articles de recherche originaux ont été cités dans de nombreuses autres publications. Le seul article avec le plus grand nombre de citations était «la conception d'hydrogels pour l'administration de médicaments contrôlés» par Li Jy. Cet article traitait de la capacité des hydrogels à réguler la distribution et le temps de libération de médicament sur une gamme de médicaments, des grandes molécules aux petites molécules et aux thérapies cellulaires. Les différentes conceptions et mécanismes avec lesquels ils travaillent ont également été présentés, y compris l'interaction médicament-hydrogel à tous les niveaux, du réseau au niveau moléculaire.
La littérature précoce de 2000 à 2010 s'est avérée densément interconnectée avec toutes les littératures ultérieures, représentant ses racines. De 2011 à 2017, davantage de succursales ont émergé, ce qui s'est différencié de 2018 à 2024. Les clusters ultérieurs ont montré une concentration accrue sur les applications et les matériaux spécialisés.
Changement dans les domaines de recherche cibles
L'analyse a révélé que les travaux dans ce domaine ont commencé avec la recherche biomédicale mais ont évolué pour inclure des disciplines telles que la chimie appliquée, l'ingénierie environnementale, la biochimie et la biologie moléculaire.
La collaboration a été marquée à l'échelle nationale, internationale et entre les auteurs qui ont publié le plus dans ce domaine. La Chine a occupé le sommet du volume de publication globale et de la recherche internationale sur les hydrogels coopératifs. Dans le même temps, les collaborations institutionnelles étaient principalement limitées à celles du même pays, comme le réseau des Instituts indiens de technologie (IIT) en Inde. Cependant, l'étude a également noté une profondeur limitée des partenariats institutionnels transnationaux.
Les domaines les plus actifs de la recherche sur l'hydrogel ont été identifiés à l'aide de mots clés. Différents mots clés se sont produits au cours des phases successives de recherche au cours des 24 dernières années. Les 20 mots-clés qui sont restés actifs en 2024 comprenaient «l'immunothérapie», la «mort cellulaire immunogène», la «carboxyméthyl cellulose» et «antibactérienne», indiquant que de nombreuses recherches futures peuvent se concentrer sur ces domaines.
Par exemple, les hydrogels peuvent améliorer l'immunothérapie, le traitement recommandé pour les tumeurs gastro-intestinales, en fournissant des médicaments et des cellules immunitaires au cancer. Ainsi, les hydrogels émergent comme des matériaux multifonctionnels.
Les hydrogels peuvent induire la mort cellulaire immunogène par le cuivre qu'ils contiennent ou par des changements de pH. La mort cellulaire immunogène est une forme de mort cellulaire programmée dans laquelle les cellules tumorales mourantes stimulent le système immunitaire pour reconnaître et éliminer la tumeur.
Tendances émergentes
Dans la phase la plus récente, les domaines de recherche de base comprennent des hydrogels nano-composites, l'immunothérapie, la quercétine, le cancer du pancréas et le cancer de la bouche. De plus, un article hautement cité de Cirillo et al. (2019) reflétaient les efforts intenses pour créer des hydrogels injectables. Alors qu'aujourd'hui, les hydrogels sont principalement étudiés pour la livraison muqueuse et locale, les efforts précliniques se concentrent de plus en plus sur des systèmes injectables pour des applications oncologiques plus larges.
Les nouvelles tendances les plus importantes de l'administration de médicaments contre le cancer à base d'hydrogel comprennent celles traitant de la carcinomatose péritonéale, des nanoparticules d'oxyde de fer, de l'administration de médicaments, de la cinétique de libération et des points de carbone. Il peut s'agir des orientations les plus récentes de la recherche sur l'hydrogel pour l'administration de médicaments contre le cancer, au moins pour les cinq prochaines années.
Les visualisations de la chronologie et les cartes d'écoulement alluvial pour tracer comment les grappes de mots clés et d'activité de citation se sont déplacées au fil du temps, montrant, par exemple, comment «l'ingénierie tissulaire» et la «mort cellulaire immunogène» ont augmenté en importance, tandis que d'autres ont décliné ou fragmenté.
Conclusion
Cette revue bibliométrique complète a identifié les domaines émergents de la recherche future dans les hydrogels pour l'administration de médicaments contre le cancer. Les auteurs ont conclu: «Cette étude fournit des recommandations et des directions pour le développement d'hydrogels en tant que systèmes d'administration de médicaments tumoraux. «
Bien que les hydrogels ne soient pas encore en usage clinique généralisé pour le cancer, ils continuent de gagner du terrain en tant que plate-forme prometteuse pour une administration de médicaments précise, localisée et multifonctionnelle, avec beaucoup de potentiel dans les futurs traitements contre le cancer.
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