Lutter contre le cancer du cerveau est une tâche complexe, mais de nouvelles recherches révolutionnaires pourraient contribuer à ajouter un autre outil à l’arsenal de lutte contre le cancer.
Une équipe de Georgia Tech et de Virginia Tech a publié un article dans Bio-ingénierie APL en mai, qui explore une nouvelle option qui pourrait un jour être utilisée pour cibler le glioblastome, une tumeur cérébrale mortelle et à croissance rapide.
Soutenu par des subventions des National Institutes of Health, ce travail découle de recherches antérieures sur l'électroporation irréversible à haute fréquence, plus connue sous le nom de H-FIRE. H-FIRE est un processus peu invasif qui utilise des impulsions électriques non thermiques pour décomposer les cellules cancéreuses.
Traiter un cancer, quel qu'il soit, n'est pas chose facile, mais lorsqu'il s'agit de cancers du cerveau, la barrière hémato-encéphalique représente un défi supplémentaire. Cette barrière protège le cerveau contre les substances toxiques, mais ce n'est pas toujours une bonne chose.
Mère Nature l'a conçu pour nous empêcher de nous empoisonner, mais malheureusement, de la manière dont cela fonctionne, cela empêche également environ 99 % de tous les médicaments à petites molécules de pénétrer dans le cerveau et d'atteindre des concentrations suffisantes pour élucider leur effet thérapeutique. C'est particulièrement vrai pour les chimiothérapies, les produits biologiques ou les immunothérapies.
John Rossmeisl, professeur de neurologie et de neurochirurgie au Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine
Rossmeisl est l’un des coauteurs de l’article.
L'onde carrée généralement utilisée avec H-FIRE remplit une double fonction : elle perturbe la barrière hémato-encéphalique autour du site tumoral tout en détruisant les cellules cancéreuses. Cependant, il s'agissait de la première étude à utiliser une onde sinusoïdale pour perturber la barrière. Cette nouvelle modalité est appelée électroporation à onde sinusoïdale en rafale (B-SWE).
Les chercheurs ont utilisé un modèle de rongeur pour étudier les effets de l’onde sinusoïdale par rapport à l’onde carrée plus conventionnelle. Ils ont découvert que l’onde B-SWE endommageait moins les cellules et les tissus, mais perturbait davantage la barrière hémato-encéphalique.
Dans certains cas cliniques, l’ablation et la rupture de la barrière hémato-encéphalique seraient idéales, mais dans d’autres, la rupture de la barrière hémato-encéphalique pourrait être plus importante que la destruction des cellules. Par exemple, si un neurochirurgien retirait la masse tumorale visible, la forme d’onde sinusoïdale pourrait potentiellement être utilisée pour rompre la barrière hémato-encéphalique autour du site, permettant aux médicaments de pénétrer dans le cerveau et d’éliminer les dernières cellules cancéreuses. Le B-SWE pourrait entraîner des dommages minimes au tissu cérébral sain.
Les recherches indiquent que les formes d'ondes carrées conventionnelles présentent une bonne perturbation de la barrière hémato-encéphalique, mais cette étude révèle une perturbation encore meilleure de la barrière hémato-encéphalique avec le B-SWE. Cela pourrait permettre à davantage de médicaments anticancéreux d'accéder au cerveau.
« Nous pensions avoir résolu ce problème, mais cela montre qu'avec un peu de réflexion prospective, il existe toujours des solutions potentiellement meilleures », a déclaré Rossmeisl, qui est également directeur adjoint du département des sciences cliniques des petits animaux.
Au cours de l’étude, les chercheurs ont rencontré un problème : en plus d’une plus grande perturbation de la barrière hémato-encéphalique, ils ont découvert que l’onde sinusoïdale provoquait également davantage de contractions neuromusculaires. Ces contractions musculaires risquent d’endommager l’organe. Cependant, en modifiant légèrement la dose de B-SWE, ils ont pu réduire les contractions tout en provoquant un niveau de perturbation de la barrière hémato-encéphalique similaire à celui d’une dose plus élevée.
L’étape suivante de cette recherche consiste à étudier les effets du B-SWE en utilisant un modèle animal de cancer du cerveau pour voir comment la forme d’onde sinusoïdale résiste à la technique H-FIRE conventionnelle.
Le projet a été mené par la première auteure Sabrina Campelo alors qu'elle terminait son doctorat à la Virginia Tech-Wake Forest University School of Biomedical Engineering and Sciences. Campelo est désormais chercheuse postdoctorale au Wallace H. Coulter Department of Biomedical Engineering de Georgia Tech et de l'Emory University.
