En exploitant le principe de la coagulation sanguine du corps, les chercheurs ont conçu des nanoparticules qui repèrent la tumeur, déclenchent un caillot de sang qui attire les nanoparticules d'un deuxième type qui délivrent le médicament. Sangeeta Bhatia, bio-ingénieur au MIT et ses collègues ont constaté que l'utilisation de ces deux types de nanoparticules, en tandem, sur des souris a permis de multiplier par 40, la quantité de médicament administrée à une tumeur. Les tumeurs chez ces souris ont cessé de croître, tandis que les souris qui n'avaient reçu qu'un seul type de nanoparticule ont continué à développer leur tumeur.
L'équipe de Bhatia a été inspirée par la capacité du système de coagulation de l'organisme d'apporter un grand nombre de réponses à un site lésé. Un caillot se forme grâce à une cascade de réactions qui conduit à la production d'une grande quantité d'une protéine appelée fibrine. Les chercheurs ont conçu leurs nanoparticules pour se greffer sur cette cascade. “Nous utilisons le processus d'amplification naturelle du corps pour apporter plus de médicaments à la cible”, explique Bhatia.
Pour le partage des tâches des nanoparticules: Plusieurs nanomédicaments ciblés sont déjà utilisés et beaucoup d'autres sont testés dans des essais cliniques. Certaines de ces nanoparticules comportent des molécules à leur surface qui se lient aux récepteurs du tissu cible. L'équipe de Bhatia a opté pour le partage des tâches, repérer la tumeur et livrer le médicament.
· Les nanoparticules “éclaireurs” sont conçues pour passer au travers des pores anormalement larges des vaisseaux sanguins de la tumeur. Une lumière infrarouge braquée sur ces ensembles de nanoparticules, ces nanoparticules chauffent juste ce qu'il faut pour endommager la tumeur et déclencher la cascade de coagulation.
· Les nanoparticules “récepteurs”: A la fin de la cascade, une enzyme appelée facteur XIII apporte la fibrine qui consolide le caillot. Les nanoparticules de médicament appelés récepteurs possède un fragment de protéine à sa surface qui est un substrat pour le facteur XIII. Les particules sont alors attirées par le processus de coagulation qui se développe sur le site de la tumeur. Les nanoparticules “récepteurs” déchargent alors leur cargaison de médicament. Le facteur XIII et la fibrine ont généré, durant pendant le processus de coagulation, d'autres sites de liaison sur la tumeur pour les nanoparticules récepteurs, ce qui permet une augmentation de 40 fois la quantité de médicament administrée.
C'est un très grand progrès dans l'utilisation des nanoparticules dans la délivrance de médicaments, les nanoparticules permettant généralement livrer 2-7 fois la dose par rapport aux méthodes conventionnelles, explique le Dr. Omid Farokhzad de l'hôpital Brigham and Women de Boston (Massachusetts). “Ce qui est nouveau ici, c'est que le système permet de créer un environnement naturel qui favorise l'accumulation de nanoparticules”.
Le défi sera de s'assurer que le déclencheur de particules et de caillots sanguins cible bien uniquement les tumeurs de sorte de ne pas causer de dommages dans d'autres parties du corps. Bhatia admet que son système est complexe et son équipe travaille à le simplifier.
Source:Nature Materialsadvance online publication doi:10.1038/nmat3049 (2011) “Nanoparticles hit tumours with one-two punch”