De nouvelles nanoparticules magnétiques sous la forme d'un cube pris en sandwich entre deux pyramides représentent une percée pour le traitement des tumeurs ovariennes et éventuellement d'autres types de cancer, selon les chercheurs de l'Université d'État de l'Oregon qui les ont développés.
Les scientifiques disent que l'étude souligne l'importance de la forme dans la conception magnétique des nanoparticules et que les résultats révolutionneront potentiellement les traitements qui utilisent la chaleur pour endommager ou tuer les cellules cancéreuses.
En oxyde de fer et dopés avec du cobalt, les nanoparticules présentent une efficacité de chauffage exceptionnelle lorsqu'elles sont exposées à un champ magnétique alternatif. Le dopage fait référence à l'ajout de quelque chose comme un moyen de personnaliser les caractéristiques.
Lorsque les particules s'accumulent dans les tissus cancéreux après une injection intraveineuse, ils sont capables de s'élever rapidement à des températures qui affaiblissent ou détruisent les cellules cancéreuses.
L'étude du modèle de souris, publiée dans Advanced Functional Materials, fait partie de la recherche en cours en nanomédecine par des scientifiques du OSU College of Pharmacy.
Les nanoparticules sont des morceaux de matière aussi minuscules que un milliard de mètres qui ont des propriétés spéciales en raison de leur petite taille et de leur rapport élevé de surface et de volume.
Les nanoparticules magnétiques ont montré un potentiel anticancéreux pendant des années, selon les scientifiques, mais à l'heure actuelle, l'hyperthermie magnétique ne peut généralement être utilisée que pour les patients dont les tumeurs sont accessibles par une aiguille hypodermique – c'est-à-dire que si les particules peuvent être injectées directement dans le cancer.
Avec des nanoparticules magnétiques actuellement disponibles, les températures thérapeutiques requises – supérieures à 44 degrés Celsius – ne peuvent être obtenues qu'en injection directe. Et ces nanoparticules n'ont que l'efficacité de chauffage modérée, ce qui signifie que vous avez besoin d'une concentration élevée dans la tumeur – plus élevée que l'administration systémique peut généralement réaliser – pour générer suffisamment de chaleur. «
Oleh Taratula, professeur de sciences pharmaceutiques, Université d'État de l'Oregon
Taratula et collaborateurs de l'Oregon State, de l'Oregon Health University et de l'Indian Institute of Technology Mandi a utilisé une nouvelle méthode de décomposition thermique – un processus en deux étapes qu'ils appellent les graines et la croissance – pour faire des nanoparticules d'oxyde de fer dopé au cobalt sous une forme bipyramide cube. Leur article est le premier rapport de ce type de nanoparticule avec cette forme spécifique.
« Ces nanoparticules présentent une capacité remarquable à chauffer rapidement, ce qui augmente les températures de 3,73 degrés Celsius par seconde sous un champ magnétique alternatif », a déclaré Prem Singh, chercheur postdoctoral au Collège de pharmacie. « C'est le double des performances de chauffage de nos nanoparticules d'oxyde de fer dopé au cobalt précédemment publiées. »
Cela signifie qu'une patiente contre le cancer de l'ovaire pourrait recevoir une injection intraveineuse et demander à sa tumeur de se développer après une séance de champ magnétique non invasive de 30 minutes. De courtes séances de traitement améliorent le confort et la conformité des patients, notent les chercheurs.
Un peptide ciblant le cancer aide les nanoparticules à s'accumuler dans la tumeur, et parce que l'efficacité de chauffage des particules est si forte, la concentration nécessaire de nanoparticules peut être obtenue sans dose élevée, limitant la toxicité et les effets secondaires.
« Il s'agit de la première fois que des nanoparticules à injection systémiquement chauffent des tumeurs au-delà de 50 ° C, dépassant significativement le seuil thérapeutique de 44 ° C pour un traitement efficace à une dose cliniquement pertinente », a déclaré Olena Taratula, professeur agrégé de sciences pharmaceutiques à l'OSU. « Il y a maintenant beaucoup de potentiel pour étendre l'application de l'hyperthermie magnétique à une variété de tumeurs difficiles d'accès, rendant le traitement plus polyvalent et largement utilisé. »
Karthickraja Duraisamy de l'État de l'Oregon, Constanze Raitmayr, Shitaljit Sharma, Tetiana Korzun, Abraham Moses, Vladislav Grigoriev, Ananiya DeMessie, Youngong Park, Yoon Tae Goo, Babak Mamnoon et Ana Paula Mesquita Souza Souza a également contribué à l'étude.
L'Institut national du cancer des National Institutes of Health et l'Institut national de santé infantile et de développement humain d'Eunice Kennedy Shriver ont soutenu cette recherche.
