Des chercheurs de l’Université de Nagoya au Japon et leurs collaborateurs ont utilisé un biomarqueur basé sur des microbulles pour évaluer le succès du traitement par photoimmunothérapie dans le proche infrarouge (NIR-PIT). En utilisant des ultrasons pour suivre les microbulles, ils ont pu identifier les zones dans lesquelles le traitement anticancéreux n’avait pas été pleinement appliqué. Leurs résultats suggèrent des moyens d’améliorer le NIR-PIT et d’en faire un traitement alternatif viable pour divers types de cancer.
NIR-PIT est un traitement anticancéreux innovant qui combine l’utilisation d’anticorps et de lumière proche infrarouge pour détruire sélectivement les cellules cancéreuses tout en protégeant les tissus sains. L’anticorps cible et se lie aux protéines des cellules cancéreuses, créant une substance absorbant la lumière appelée IR700. Lorsqu’il est exposé à la lumière proche infrarouge, l’IR700 s’active et libère de l’énergie qui détruit les cellules cancéreuses. Le NIR-PIT est considéré comme le cinquième traitement contre le cancer, avec la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie et l’immunothérapie anticancéreuse. L’amélioration du traitement pourrait avoir des implications importantes pour les patients atteints de cancer.
Pour traiter efficacement une tumeur, les médecins doivent déterminer le niveau optimal d’intensité lumineuse pour détruire la croissance cellulaire anormale tout en évitant d’endommager les cellules saines. Cependant, il est difficile d’assurer une irradiation uniforme des cellules cibles pendant une intervention chirurgicale car le tissu hôte réfléchit et diffuse la lumière. Puisqu’une irradiation lumineuse insuffisante sur l’ensemble de la tumeur risque de sous-traiter, les médecins ont besoin d’un indicateur pour juger de son efficacité.
Pour déterminer la meilleure façon d’y parvenir, le Dr Kazuhide Sato de la faculté de médecine de l’université de Nagoya et ses collaborateurs ont examiné les différences entre les vaisseaux tumoraux et les cellules hôtes. Des études antérieures ont rapporté que les vaisseaux tumoraux avaient des formes irrégulières, des espaces entre les cellules et un mauvais drainage. Lors du traitement NIR-PIT, ce mauvais drainage aide les nanoparticules thérapeutiques à rester dans la tumeur. Ils pénètrent ensuite dans les tissus cancéreux, entraînant un effet thérapeutique connu sous le nom d’effet de perméabilité et de rétention améliorées (EPR).
Dans le traitement NIR-PIT, la mort rapide des cellules tumorales provoquée par le traitement augmente la perméabilité des vaisseaux tumoraux. Cela conduit à un « super effet EPR » (SUPR), un effet EPR 24 fois supérieur à celui des autres thérapies. Si l’effet SUPR se produit sur toute la tumeur, il est probable que le traitement ait réussi, alors que s’il est isolé dans certaines régions, il est moins probable que le traitement ait réussi.
Pour évaluer cela, ils ont testé si, grâce à la perméabilité accrue, des nanoparticules fluorescentes plus grosses, telles que les microbulles Sonazoïdes, pouvaient être retenues. Les microbulles offrent un moyen simple de mesurer l’effet SUPR car elles peuvent être facilement détectées en réfléchissant les signaux harmoniques.
« Nous avons étudié avec des particules fluorescentes de plus grande taille, de 2 mm et 5 mm », a déclaré Sato. « Nous avons constaté que la rétention augmentait avec les deux tailles. » En utilisant l’imagerie ultrasonore pour suivre les microbulles, ils ont créé un nouveau biomarqueur capable de mesurer l’effet SUPR avant et après le traitement et d’évaluer l’efficacité du NIR-PIT. « En bref, plus la rétention est élevée, plus l’effet antitumoral du NIR-PIT est élevé », a-t-il expliqué.
Sato espère que leur découverte améliorera le traitement des patients atteints de cancer. « Grâce à ce nouveau concept, nous pourrions confirmer et prédire les effets du traitement après une irradiation par la lumière NIR », a-t-il déclaré. « Cela est particulièrement important pour les patients qui reçoivent un traitement insuffisant. Une irradiation supplémentaire pourrait être effectuée de manière flexible. Étant donné que l’équipement d’imagerie par ultrasons a déjà été introduit dans la plupart des hôpitaux et que l’agent de contraste à microbulles utilisé dans cette étude a déjà été approuvé, cette technologie est facile à traduire à la clinique. »
Cette recherche a nécessité une collaboration avec plusieurs institutions de l’Université de Nagoya, notamment la Graduate School of Medicine, l’Institute of Advanced Research, la Graduate School of Engineering et les Institutes of Innovation for Future Society, ainsi que l’Institute for Quantum Life Science et JST. . Ils ont publié leur étude dans EBioMedicine (The Lancet).
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