Une technologie révolutionnaire de traitement anticancéreux qui cible sélectivement les lysosomes des cellules cancéreuses et surmonte la résistance aux médicaments a été développée par le professeur Ja-Hyoung Ryu et son équipe de recherche du département de chimie de l’UNIST. Cette recherche pionnière promet un nouveau paradigme pour les médicaments anticancéreux chimiques à l’avenir.
Les lysosomes sont des organites essentiels responsables de la décomposition et du recyclage des composants cellulaires. Cibler les lysosomes avec des médicaments anticancéreux est apparu comme une approche prometteuse pour lutter contre la résistance aux médicaments dans les cellules cancéreuses. Cependant, jusqu’à présent, des recherches approfondies dans ce domaine ont fait défaut.
L’équipe de recherche a conçu un nouveau matériau capable de s’auto-assembler en structures micellaires selon des règles spécifiques. Les micelles sont des structures sphériques avec un intérieur respectueux du pétrole entouré d’un extérieur respectueux de l’eau. Ces structures micellaires présentent une excellente stabilité dans l’environnement in vivo tout en restant non toxiques pour les cellules environnantes.
De manière significative, ces micelles incorporent des « peptides RGD », connus pour leur capacité de ciblage sélectif vers les récepteurs surexprimés sur les membranes des cellules cancéreuses. Étant donné que les lysosomes des cellules cancéreuses présentent souvent des niveaux élevés de l’enzyme « Cathepsine B », responsable de la dégradation des protéines, les micelles ciblent spécifiquement ces lysosomes. Une fois à l’intérieur du lysosome, ils interagissent avec la cathepsine B.
En conséquence, des régions spécifiques du peptide au sein de la structure micellaire sont clivées par les enzymes Cathepsine B. Les molécules coupées résultantes se réassemblent ensuite en longues structures ressemblant à des fibres grâce à des processus d’auto-assemblage, causant des dommages à la membrane lysosomale. En fin de compte, cela conduit à un dysfonctionnement des lysosomes et à la mort apoptotique ultérieure des cellules cancéreuses.
Les auteurs principaux, le professeur de recherche Batakrishna Jana (Département de chimie, UNIST) et Seongeon Jin (Institut coréen des sciences et technologies, KIST), ont déclaré : «Nous avons démontré la mort des cellules cancéreuses en induisant un réassemblage lysosomal basé sur la surexpression de la cathepsine B dans les cellules cancéreuses.
Cette substance développée se distingue par sa capacité à surmonter la résistance aux médicaments, un inconvénient important des médicaments anticancéreux chimiques conventionnels, tout en améliorant les capacités cibles. La chimiothérapie conventionnelle est souvent confrontée à une résistance due à l’administration continue de médicaments, mais cette nouvelle approche perturbe sélectivement les lysosomes des cellules cancéreuses, contournant ainsi cette résistance.
Le professeur Yoo a fait remarquer : « Cibler les lysosomes des cellules cancéreuses permet de mettre au point des traitements anticancéreux efficaces sans rencontrer de problèmes de résistance aux médicaments, » ajoutant que cette recherche ouvre une nouvelle vision pour les traitements anticancéreux chimiques à l’avenir.
La recherche collaborative a impliqué le professeur Sang Kyu Kwak du Département de génie chimique et biologique de l’Université de Corée et a reçu le soutien du projet de recherche à mi-carrière et du programme de développement de technologies biomédicales par l’intermédiaire de la Fondation nationale de recherche de Corée (NRF), financés par le ministère des Sciences et des TIC (MSIT). Les résultats de l’étude ont été publiés avant leur publication officielle dans la version en ligne du Journal de l’American Chemical Society (JACS) le 17 juillet 2023.
