Une pompe à ions testée comme méthode possible pour traiter les tumeurs cérébrales malignes

Malgré la chirurgie et le traitement ultérieur par chimiothérapie et radiothérapie, la majorité des patients présentent une récidive de tumeurs cérébrales malignes. Des chercheurs de l’Université de Linköping, en Suède, et de l’Université de médecine de Graz, en Autriche, ont montré dans des cellules en culture qu’une pompe à ions peut administrer des médicaments avec plus de précision, ce qui entraîne des effets indésirables moins graves en chimiothérapie. Les résultats ont été publiés dans Advanced Materials Technologies.

C’est la première fois qu’une pompe ionique est testée comme méthode possible pour traiter les tumeurs cérébrales malignes. Nous avons utilisé des cellules cancéreuses en laboratoire et les résultats sont extrêmement prometteurs. Cependant, il faudra probablement cinq à dix ans avant de voir cette nouvelle technologie utilisée dans les traitements des tumeurs cérébrales.

Daniel Simon, Professeur associé, Laboratoire d’électronique organique, Département des sciences et technologies, Université de Linköping

Les scientifiques ont utilisé des cellules de glioblastome, qui est le type de cancer le plus courant et le plus agressif pouvant survenir dans le cerveau. Lorsqu’une tumeur cérébrale est enlevée chirurgicalement, de petites parties de la tumeur sont souvent laissées pour compte, incrustées entre les cellules cérébrales. Même une chirurgie de haute précision ne peut pas éliminer ces cellules sans endommager les tissus cérébraux sains environnants. Cela signifie que la radiothérapie et la chimiothérapie sont utilisées pour arrêter la récidive de la tumeur.

En Suède, une trentaine de cytostatiques sont disponibles pour traiter différents types de cancer. Ces agents chimiothérapeutiques sont le plus souvent administrés par voie intraveineuse ou sous forme de comprimés. Mais pour atteindre le cerveau, ils doivent d’abord se propager à travers le système circulatoire, puis traverser la barrière hémato-encéphalique. Les parois des petits vaisseaux sanguins du cerveau sont beaucoup moins perméables que les vaisseaux sanguins du reste du corps et peuvent empêcher de nombreuses substances présentes dans le sang de pénétrer dans le cerveau. Ainsi, seuls quelques médicaments qui agissent contre le cancer peuvent passer.

Des scientifiques de l’Université de Linköping et de l’Université de médecine de Graz ont maintenant développé une méthode dans laquelle une pompe à ions implantée peut être utilisée pour contourner la barrière hémato-encéphalique et fournir de la gemcitabine – un agent de chimiothérapie extrêmement efficace qui ne peut normalement pas passer le sang-cerveau. barrière – directement dans le cerveau avec une haute précision. La gemcitabine est actuellement utilisée pour traiter les cancers du pancréas, de la vessie et du sein, où elle agit en perturbant le processus de division cellulaire dans les tumeurs à croissance rapide. Cela signifie que la gemcitabine n’affecte pas les cellules cérébrales, car celles-ci ne subissent généralement pas de division cellulaire.

«Le traitement traditionnel du glioblastome actuellement utilisé dans les cliniques nuit dans la même mesure aux cellules cancéreuses et neuronales. Cependant, avec la pompe à ions gemcitabine, nous nous attaquons uniquement aux cellules cancéreuses, tandis que les neurones restent sains. De plus, nos expériences sur les cellules de glioblastome en culture montrent que plus de cellules cancéreuses sont tuées lorsque nous utilisons la pompe à ions que lorsque nous utilisons un traitement manuel », explique Linda Waldherr, stagiaire postdoctorale à l’Université médicale de Graz. Elle a mené l’étude avec des chercheurs de l’Université de Linköping.

Lorsque la pompe ionique doit transporter la gemcitabine d’un réservoir d’électrolyte dans des cellules ou une tumeur, un courant faible est utilisé pour «pomper» le médicament chargé positivement à travers un canal de transport ionique. La méthode est connue sous le nom d’électrophorèse. La pompe ionique n’a besoin que d’un faible courant pour pomper la gemcitabine, ce qui est un avantage car elle évite le risque que les cellules cérébrales soient activées et transmettent des signaux nerveux involontaires. Le courant et la tension faibles signifient également que la technologie thérapeutique éventuelle ne nécessitera pas de grandes alimentations ou batteries pour fonctionner.

Rainer Schindl, professeur agrégé à l’Université de médecine de Graz, décrit d’autres avantages.

« La pression à l’intérieur du cerveau est extrêmement sensible, et l’utilisation d’une pompe à ions pour transporter le médicament au lieu d’un dispositif à entraînement fluide signifie que la pression n’est pas affectée. De plus, le dosage est contrôlé par une charge électrique, ce qui rend l’alimentation du médicament. agent chimiothérapeutique extrêmement précis. La prochaine étape sera d’utiliser la pompe ionique pour évaluer différents agents chimiothérapeutiques qui ont précédemment donné des effets indésirables trop graves ou qui sont incapables de passer la barrière hémato-encéphalique », précise-t-il.