Le cancer reste l'une des principales causes de décès dans le monde, et malgré les progrès du diagnostic et du traitement, il continue d'imposer une charge de santé importante à l'échelle mondiale. Les chercheurs ont maintenant commencé à explorer diverses méthodes innovantes, telles que les nanomatériaux conçus (ENM) qui peuvent permettre la livraison de médicaments ciblés aux cellules cancéreuses. Bien que prometteur, le comportement in vivo des ENM sensibles au pH, qui interagissent en continu avec les fluides corporels une fois administrés, reste mal compris.
Pour combler cette lacune de recherche, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Yuta Nishina de l'Institut de recherche pour les sciences interdisciplinaires de l'Université d'Okayama, Japon, en collaboration avec le professeur adjoint Yajuan Zou de la même institution et le professeur Alberto Bianco de CNRS, Université de Strasbourg, France, visant à enquêter sur les cellules et les enceintes des cellules convertit leurs alertes dans la dynamique d'interaction dans les cellules dans les enceintes des anal vivo. Leurs résultats ont été publiés en ligne dans la revue Petit le 01 juin 2025.
L'oxyde de graphène-un nanomatériau à base de carbone obtenu à partir de graphite-has a récemment gagné en popularité en nanotechnologie en raison de ses propriétés structurelles et de sa capacité à s'accumuler dans les tumeurs par l'effet accrue de perméabilité et de rétention. Cependant, il fait face à des applications limitées car le système immunitaire l'élimine rapidement de la circulation, entraînant une absorption inefficace par les cellules cancéreuses.
Pour surmonter cette barrière, les chercheurs ont conçu un matériau de graphène « reversible » en attachant un polymère hyperbranché appelé polyglycérol riche en amino (HPGNH₂) aux feuilles d'oxyde de graphène, puis en ajoutant une fraction anhydride adiméthylmaleique (DMMA) pour rendre le pH-sensible à la surface.
« Lorsque le matériau est dans le pH neutre de la circulation sanguine, sa surface reste chargée négativement, évitant la détection par le système immunitaire,« Explique le professeur Nishina. »Mais lorsqu'il entre dans l'environnement légèrement acide d'une tumeur, sa surface devient positivement chargée, l'aidant à se lier et à entrer dans les cellules cancéreuses.«
L'équipe a analysé trois versions de ce matériau d'oxyde de graphène-polyglycérol-DMMA (GOPG-DMMA) en faisant varier les densités des groupes amino dans HPGNH₂. Ces groupes comprenaient GOPGNH115, GOPGNH60 et GOPGNH30. La différence dans les groupes d'amine a modifié la charge positive résultante et a ainsi affecté la fixation du matériau GOPG-DMMA.
Selon les résultats, la variante GOPGNH60-DMMA a mieux fonctionné, atteignant le bon équilibre de sécurité dans la circulation sanguine et une charge positive optimale dans l'environnement tumoral acide. Cet équilibre a permis au matériau d'atteindre et d'entrer plus efficacement dans les cellules tumorales tout en évitant de se lier aux cellules saines et aux protéines sanguines. De plus, cela a conduit à une accumulation plus élevée de nanomatériaux dans les sites tumoraux avec moins d'effets secondaires, ce qui a été confirmé par des modèles de souris.
« Nous avons observé qu'en ajustant la chimie de surface, nous pourrions contrôler comment les nanomatériaux se comportent à l'intérieur du corps», dit le Dr Zou. »Le succès de ce contrôle précis pourrait ouvrir de nouvelles avenues pour 'théranostiques qui intègrent à la fois le diagnostic et le traitement du cancer. «
L'étude marque une étape importante dans la livraison de médicaments ciblée et peut aider à affiner ces nanomatériaux sensibles au pH pour plus de précision. Les informations de l'étude peuvent également aider à cibler les médicaments à l'intérieur des cellules, en particulier dans les compartiments acides comme les lysosomes ou les traitements de fabrication d'endosomes plus précis et réduisant les dommages aux tissus sains.
L'étude fait partie d'une collaboration internationale croissante. En 2025, l'université d'Okayama et le CNRS ont lancé le programme de recherche international IRP C3M, qui vise à créer des nanomatériaux plus intelligents pour les soins de santé. À l'avenir, les chercheurs continueront de repousser les limites des nanomatériaux pour de meilleures thérapies.
« Nous avons maintenant une directive concrète pour améliorer les performances des nanomédicales sensibles au pH», a déclaré le professeur Nishina. »Avec cette découverte, nous sommes à un pas de plus de l'avenir de la médecine personnalisée. «
