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 La nanotechnologie contre le cancer

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Denis
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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Mar 4 Oct 2016 - 18:16

For the first time, researchers from the University of Illinois at Urbana-Champaign have demonstrated that the success of delivery of drugs from nanoparticles can be quantified inside a cell.

"We can precisely tell how much drug has been released from the carrier at a given time point," stated Dipanjan Pan, an assistant professor of bioengineering at Illinois. "To the best of our knowledge, this represents the first example of a one-step, facile procedure to synthesize prodrug-passivated carbon nanoparticle. The result is significant and may help eventually to increase the efficacy of the therapy and help us better understand what drives the cellular entry of nanoparticles and drug release."

"Although nanotechnology is a nascent field, its potential for detecting and treating human disease is fascinating," Pan added. "But, in order for these exciting technologies covering tiny agents to progress toward human use, we need to fully understand the mechanisms underlying their intracellular uptake within our complex biological networks. It is also of great importance to find a robust way to monitor the drug release to gauge the success of the process."

Pan explained that current drug delivery platforms suffer from major burdens (e.g., evading the immune system to reach the target tissue). Since these delivery vehicles encounter multiple barriers en route their target, premature release of the drugs from the cargo often leads to unsuccessful outcome.

"A fundamental understanding of the basic science of particulate transport will result in succeeding the ability to control and manipulate drug delivery," Pan said. "In this work, we ask critical questions such as, 'How much drug is being released from the nanoparticle once the particles enter the cells?' 'Is there a way to track the progress of this delivery process?' 'How could we quantify the amount of the drug that has already been released from the particle and how much is still retained within?'"

In the past, researchers have shown that the release of drug can be studied in test tubes, however, the quantification is not trivial in the presence of a living cell.

"Spatial and spectral information of a nanocarrier and its payload is crucial for the advancement of luminescence-based imaging, disease detection, and treatment in complex biological environment," said Santosh Misra, a postdoctoral associate at Illinois and first author of the paper appearing in Advanced Functional Materials. "For the first time, we are showing that by using a hyperspectral imaging technique, this can be achieved.Our results showed that we can precisely map the amount of the drug that has been released from the particle at a given point of time. We also throw light into the mechanistic pathway of the nanoparticle by which it gets internalized within a cancer cell."

Pan's research group designed three systems comprising spherical, zwitterionic (a neutral molecule with both positive and negative electrical charges) phospholipid-stabilized nanoparticles as a model system for delivering fluorescent and non-fluorescent drugs -- demonstrating the concept with an FDA-approved anticancer drug on breast cancer cells.

"The results showed that the nanoparticles and therapeutic agents can be mapped and measured simultaneously barring the requirement of a dye, thus providing new avenues in spatiotemporal characterization and synchronous detection and quantification of payload and carrier," Pan said. "I anticipate that our results will help the biomedical community to rethink the level of control needed when working with drug delivery carriers and eventually a much efficacious therapeutic outcome will be envisioned."

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Pour la première fois, des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign ont démontré que le succès de la livraison de médicaments à partir de nanoparticules peut être quantifiée dans une cellule.

"Nous pouvons dire d'une façon exacte combien de médicament a été libéré du transporteur à un instant donné», a déclaré Dipanjan Pan, professeur adjoint de bioingénierie à Illinois. «Au meilleur de notre connaissance, c'est qui représente le premier exemple d'une procédure facile à synthétiser en une seule étape d'une nanoparticule de carbone pro-médicament. Le résultat est important et peut aider éventuellement à augmenter l'efficacité de la thérapie et nous aider à mieux comprendre ce qu' entraîne l'entrée dans la cellule de nanoparticules et de la libération du médicament ".

"Bien que la nanotechnologie soit un domaine naissant, son potentiel pour la détection et le traitement de la maladie humaine est fascinant», a ajouté Pan. "Mais, pour que ces technologies passionnantes recouvrant des agents minuscules progresse vers l'utilisation humaine, nous devons comprendre les mécanismes sous-jacents de leur absorption intracellulaire au sein de nos réseaux biologiques complexes. Il est également très important de trouver un moyen robuste pour surveiller le médicament libéré pour évaluer le succès du processus. "

Pan a expliqué que les plates-formes de distribution de médicaments actuels souffrent de charges importantes (par exemple, échapper au système immunitaire pour atteindre le tissu cible). Étant donné que ces véhicules de livraison rencontrent de multiples obstacles en cours de route vers leur cible, la libération prématurée des médicaments de la cargaison conduit souvent à des résultats infructueux.

"Une compréhension fondamentale de la science fondamentale du transport de particules entraînera suivant la capacité de contrôler et de manipuler l'administration de médicaments», a déclaré Pan. «Dans ce travail, nous posons des questions essentielles telles que:« Combien de médicament est libéré de la nanoparticule une fois que les particules pénètrent dans les cellules? «Y at-il un moyen de suivre les progrès de ce processus de livraison? «Comment pourrait-on quantifier la quantité du médicament qui a déjà été libéré de la particule et combien est encore retenu dedans?"

Dans le passé, les chercheurs ont montré que la libération du médicament peut être étudiée dans des tubes à essai, cependant, la quantification est aléatoire en présence d'une cellule vivante.

"L'information spatiale et spectrale d'un nano-transporteur et sa charge utile est crucial pour l'avancement de l'imagerie à base de luminescence, la détection de la maladie, et le traitement en milieu biologique complexe», a déclaré Santosh Misra, postdoctoral associé à l'Illinois et le premier auteur de l'article paru dans Advanced Functional Materials. "Pour la première fois, nous montrons que, en utilisant une technique d'imagerie hyperspectrale, cela peut réaliser des résultats . Nos résultats ont montré que nous pouvons précisément cartographier la quantité de médicament qui a été libéré de la particule à un moment donné. Nous avons aussi jeter la lumière dans la voie mécaniste de la nanoparticule par laquelle elle entre dans une cellule cancéreuse ".

Le groupe de recherche de Pan a conçu trois systèmes comprenant sphérique, zwittérionique (une molécule neutre avec les charges électriques positives et négatives) des nanoparticules d'un phospholipide stabilisé en tant que système modèle pour délivrer des médicaments fluorescents et non fluorescents - pour démontrer le concept avec un médicament anticancéreux approuvé par la FDA sur les cellules cancéreuses du sein.

"Les résultats ont montré que les nanoparticules et les agents thérapeutiques peuvent être cartographiés et mesurés simultanément annulant l'exigence d'un colorant, fournissant ainsi de nouvelles voies dans la caractérisation spatio-temporelle et détection synchrone de la quantification de la charge utile et porteuse", a déclaré Pan. "Je prévois que nos résultats aideront la communauté biomédicale à repenser le niveau de contrôle nécessaire lorsque l'on travaille avec des supports de distribution de médicaments et, éventuellement, un résultat thérapeutique plus efficace sera envisagé."


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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Mer 11 Sep 2013 - 15:28

Sep. 11, 2013 — By binding multiple molecules of a common leukemia drug with nanodiamonds, scientists from the National University of Singapore (NUS) and University of California, Los Angeles (UCLA) managed to boost the delivery of the drug to leukemic cells and retain the drug within the cells to combat the cancer.
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This novel discovery, reported for the first time, addresses one of the major challenges in the treatment of leukemia where the cancer cells develop ways to pump drugs out of the body before they can do their job, particularly after they are exposed to chemotherapeutics.

Developed by Dr Edward Chow, Principal Investigator at the Cancer Science Institute of Singapore and Assistant Professor at the Department of Pharmacology, Yong Loo Lin School of Medicine at NUS, in collaboration with Professor Dean Ho of the UCLA School of Dentistry, this innovation shows promise for greater efficacy in treating leukemia, particularly in non-adherent cells.

The findings were first published online in the medical journal Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine.

When leukemia becomes drug-resistant

Daunorubicin is currently one of the most common drugs used to treat leukemia. The drug works by slowing down or stopping cancer cells from growing, causing many of them to die. It is also common, however, for leukemia to become resistant to this drug after treatment.

One mechanism by which this opposition, commonly known as chemoresistance, happens is through the expression of drug transporter pumps in leukemia cells that actively pump out chemotherapeutics, including Daunorubicin.

Innovative use of nanodiamonds

Current approaches to neutralising chemoresistance have centred on developing competitive inhibitors. These efforts have limited success, with challenges like high toxicity levels and less-than-promising results during clinical trials.

The team of scientists from NUS and UCLA turned to nanodiamonds, which are tiny, carbon-based particles that are 2 to 8 nanometers in diameter, as an option to address chemoresistance. Dr Chow studied the biological basis of how nanodiamonds can potentially overcome chemoresistance.

The scientists bound the surfaces of nanodiamonds with Daunorubicin, and the hybrid nanodiamond-drug complexes were introduced to leukemic cells. The research team found that nanodiamonds could carry the drug to the cancer cells without being pumped out. Due to their non-invasive sizes and unique surface features, nanodiamonds can be easily released without blocking up blood vessels.

Dr Chow said, "The use of nanodiamonds offers a promising combination of biocompatibility and the capability to enhance therapeutic efficacy. Furthermore, our initial safety tests both in vitro and in vivo indicate that they are well tolerated which is a promising step towards continued translational development."

"Nanodiamonds are promising therapeutic vehicles, and one of our current goals is to determine which drugs would be optimally delivered by the nanodiamond towards specific disease models that would best benefit a patient in the future," added Prof Ho, who is with the Division of Oral Biology and Medicine and is also Co-Director of the Jane and Jerry Weintraub Center for Reconstructive Biotechnology at the UCLA School of Dentistry. Dr Ho is also a Professor of Bioengineering at UCLA.

Further Research

The team noted that further development and safety evaluation of nanodiamond systems are necessary to realise their full potential. To further the research, the multi-disciplinary team of collaborators will be evaluating the drug-delivery complexes in clinical settings. They hope that their work can be translated into the clinic for use against leukemia that does not respond to Daunorubicin treatment. They are also look at applying the binding properties of nanodiamonds to other drugs.


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11 septembre 2013 - Par une liaison de plusieurs molécules d'un médicament commun contre la leucémie avec des nanodiamants, des scientifiques de l'Université nationale de Singapour (NUS ) et l'Université de Californie, Los Angeles (UCLA) ont réussi à stimuler la distribution du médicament dans les cellules leucémiques et retenir le médicament à l'intérieur des cellules pour lutter contre le cancer .

Cette nouvelle découverte, rapportée pour la première fois, aborde l'un des défis majeurs dans le traitement de la leucémie où les cellules cancéreuses se développent des moyens pour pomper les médicaments en dehors du corps avant qu'ils puissent faire leur travail , en particulier après avoir été exposés à des agents chimiothérapeutiques.

Développé par le Dr Edward Chow, cette innovation promets pour une plus grande efficacité dans le traitement de la leucémie , en particulier dans les cellules non-adhérentes .

Lorsque la leucémie devient résistante aux médicaments

Le Daunorubicin est actuellement l'un des médicaments les plus couramment utilisés pour traiter la leucémie. Le médicament agit en ralentissant ou en arrêtant les cellules cancéreuses de se développer , ce qui provoque la mort de beaucoup d'entre elles. Il est également fréquent , cependant, pour la leucémie de devenir résistante à ce médicament après le traitement.

Un mécanisme par lequel cette opposition, communément connu comme la chimiorésistance, passe à travers l'expression et le travail de pompes, qui transportent les médicaments au dehors des cellules leucémiques, qui pompent activement les agents chimiothérapeutiques, y compris le Daunorubicin.

L'utilisation novatrice des nanodiamants

Les approches actuelles de la chimiorésistance de neutralisation ont été centrées sur le développement des inhibiteurs compétitifs . Ces efforts ont un succès limité , avec des défis tels que des niveaux élevés de toxicité et des résultats moins-que- prometteurs lors des essais cliniques.

L'équipe de scientifiques de l' UCLA NUS et se tourna vers nanodiamants , qui sont de minuscules particules à base de carbone qui sont 2 à 8 nanomètres de diamètre , comme une option pour traiter la chimiorésistance . Dr Chow a étudié la base biologique de la façon dont les nanodiamants peuvent potentiellement surmonter la chimiorésistance .

Les scientifiques ont enduit les surfaces des nanodiamants avec le Daunorubicin , et les complexes hybrides nanodiamants-médicaments ont été introduits dans les cellules leucémiques . L'équipe de recherche a constaté que les nanodiamants pouvaient transporter le médicament aux cellules cancéreuses sans être pompé . En raison de leur taille non invasives et les caractéristiques de surface unique, les nanodiamants peuvent être facilement libérés sans bloquer les vaisseaux sanguins .

Dr Chow a déclaré , «L'utilisation des nanodiamants offre une combinaison prometteuse de la biocompatibilité et la capacité à améliorer l'efficacité thérapeutique. Par ailleurs, nos premiers tests de sécurité à la fois in vitro et in vivo indiquent qu'ils sont bien tolérés , ce qui constitue une étape prometteuse vers le développement translationnel continue ».

«Les Nanodiamants sont des véhicules thérapeutiques prometteurs, et l'un de nos objectifs actuels est de déterminer quels médicaments seraient distribués de manière optimale par le nanodiamants vers des modèles de maladies spécifiques qui pourraient le mieux profiter d'un patient à l'avenir », a ajouté le professeur Ho, qui travaille à la Division de Oral Biology and Medicine et est également co-directeur du Centre Jane et Jerry Weintraub pour biotechnologie recinstructive à l'UCLA School of Dentistry . Dr Ho est également professeur de bioingénierie à l'UCLA.

Ressources complémentaires

L'équipe a noté que le développement et l'évaluation de la sécurité des systèmes de nanodiamants sont nécessaires pour réaliser leur plein potentiel . Pour favoriser la recherche, l'équipe pluridisciplinaire de collaborateurs sera d'évaluer les complexes de livraison de médicaments en milieu clinique. Ils espèrent que leur travail peut se traduire en clinique par une utilisation contre la leucémie qui ne répond pas au traitement Daunorubicin . Ils sont également à chercher à appliquer les propriétés de liaison des nanodiamants à d'autres médicaments.

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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Mer 4 Sep 2013 - 9:11

La nanotechnologie appliquée au domaine de la santé offre des débouchés immenses pour la recherche. La dernière trouvaille, ce sont des cubes de la taille de nanomètres. Conçus comme des boîtes de médicaments, ils pourraient soigner des cellules malades.

Des chercheurs canadiens de la Mc Gill University ont découvert un moyen de délivrer des médicaments à des cellules endommagées, via des cages d’une taille nanométrique. Les brins d’ADN qui composent ces "nanocubes" pourraient être utilisés pour libérer des médicaments contre le cancer dans des zones du corps qui en ont besoin, en réaction à un stimulus donné.

Dans la revue scientifique Nature chemistry, les auteurs racontent leur prouesse scientifique et assurent que ces boîtes à ADN peuvent prendre différentes formes. "Nous pouvons créer des cages d’ADN de n’importe quelle géométrie, taille ou forme. Elles constituent des véhicules de livraison de médicaments uniques. Ces boites sont extrêmement programmables”, affirme Hanadi Sleiman, un des chercheurs ayant participé à l’étude, repris par Guardian express.

Une recherche à ses débuts

Ces cubes d’ADN imaginés par les scientifiques pourraient interagir avec des cellules cancéreuses et libérer des médicaments vers celles-ci après avoir été activés par une séquence ADN spécifique. "Dans de futures applications, on pourrait créer des cubes qui transportent des médicaments directement vers les cellules, et ce seraient ces cellules malades qui activeraient la libération", explique le chercheur, cité par Gentside découvertes.

La découverte pour l’instant s’est limitée à des tests en laboratoires. "Ce n’est que le début. Pour mettre au point un système de délivrance de médicaments puissant, nous devons travailler sur le processus de libération à l’intérieur des cellules malades. Ce sera la prochaine étape."

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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Mar 7 Mai 2013 - 20:42

CE long teste dit en substance qu'avec les nanotechnologies, ils vont pouvoir employer des médicaments super puissants qui tuaient les malades avant dans les années 1990 et qu'ils avaient mis de coté, en les attachant avec des nanoparticules en or, ils espèrent prolonger la vie des patients pas mal plus que ce qui se fait à l'heure actuelle.J'essaierai de traduire plus tard, là je suis en ta...bouére parce que j'ai fait une fausse manoeuvre et j.ai perdu mon texte que j'avais traduit en voulant l'envoyer.


May 7, 2013 — The protein tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) is a powerful weapon in the arsenal to control cancer. Unfortunately, as is the case with many potent cancer therapies, the use of TNF-alpha as an anti-cancer therapy has been severely limited. "It was so toxic that it caused death," and researchers gave up on it, explains Scott McNeil, director of the Nanotechnology Characterization Lab at the Frederick National Laboratory for Cancer Research.

La protéine TNF-alpha est une arme puissante dans l'arsenal pour controler le cancer, malheureusement, comme dans plusieurs thérapies anti-cancer, l'utilisation de tnf-alpha comme thérapie anti-cancer a été sévèrement limitée parce que c'était si toxique que ça tuait le patient.

That was back in the 1990s. Today, TNF-alpha is a prime example of how to safely and effectively deliver toxic substances to cancer cells through the use of nanotechnology.

C'était dans les années 1990. aujourd'hui TNF-alpha est un exemple de comment livrer des molécules en sécurité et efficacité aux cellules cancéreuses à travers la nanotechnologie.

McNeil's lab, part of the federally funded research and development center operated by SAIC-Frederick for the National Cancer Institute, worked with a drug company to reformulate TNF-alpha by coupling it with gold nanoparticles. Using the nanotechnology-enhanced protein, it appears possible to safely inject up to three times the amount that had been lethal with previous versions. The modified drug has been through a Phase 1 clinical trial and is entering Phase 2.

le laboratoire de MCNeil a travaillé avec une compagnie de médicament pour reformuler le TNF-alpha en le couplant avec une nanoparticule d'or. En utilisant cette technologie, il apparait possible d'injecter jusqu'à 3 trois fois des doses qui auraient été mortelles dans la version du médicament antérieure, La nouvelle version a passé au travers la phase I et est entré en phase II.

In McNeil's lab, and for other scientists using nanotechnology for drug delivery, stories like this one are increasingly common. Researchers are looking to accelerate the development of potential nanotechnology drugs for cancer by exploring ways to reduce side effects and make treatments hit their targets more effectively. This can mean using nanotechnology to reformulate drugs that may have failed in previous clinical trials. In some cases, by attaching a nanoparticle to an existing drug, researchers may not only be able to lower its toxicity, but they may also see significant life expectancy gains for patients.

Dans le laboratoire de McNeil et de d'autres scientifiques utilisant la nanotechnologie, des histoires comme celle-là sont de plus en plus communes. Les chercheurs veulent accélérer le développement des médicaments nanotechnologiques pour le cancer en explorant les moyens de réduire les effets secondaires et faire des traitements qui frappent leur cibles plus efficacement. Cela peut vouloir dire d'utiliser la nanotechnologie pour reformuler des médicaments qui avaient été écartés par des essais cliniques antérieurs. Dans quelques cas, en attachant une nanoparticule à un médicament déjà existant,les chercheurs sont non seulement capables de baisser sa toxicité mais aussi d'augmenter l'espérance de vie du patient.

Many cancer drugs are approved based on how long they delay the progression of disease. Some drugs on the market "only improve life expectancy by maybe five weeks," says McNeil. He sees nanomedicine as a potential game-changer for cancer drugs in the future.

McNeil, both a chemist and biologist, has spent the majority of his career working in nanotechnology, but when he was asked to apply his expertise to find better drugs for cancer, he was skeptical. "My professional career was mostly military," says the former Army officer. "I was using nanotech for military applications at SAIC, using quantum dots to see if you scatter things, where they land. I got a call out of the blue in December of 2003 and the message was, 'We want to use nanotech for cancer applications.' I thought, 'What are they thinking? You are going to put a cadmium quantum dot in a human? There is no way!' I discounted it at first and I actually ignored the emails, hoping it would go away."

But it did not go away. In fact, much has changed in the last 10 years. Now, nanopharmaceuticals are beginning to demonstrate their capacity to place the drugs directly in the tumor, where they will do the most good, rather than let them roam freely in the body. A drug is attached to a nanoparticle, which is often a tiny little sphere. To put it in perspective, a nanometer is one billionth of a meter; the width of a single strand of hair is about 10,000 nanometers. The nanoparticle is small enough to flow through blood vessels and into a tumor, where the particle dissociates, and the drug is released. In the end, the goal of nanomedicine is that the only part of the body affected by the drug is the tumor, the area of need.

McNeil's Nanotechnology Characterization Lab was founded in 2004 in collaboration with the Food and Drug Administration and the National Institute of Standards and Technology. There is one thing the lab does not do: develop nanotechnology drugs. Instead, researchers there -- ranging in expertise from cancer biology and toxicology to chemistry, immunology, and physics -- help investigators from around the world create the best drugs possible. "We help investigators get from proof of concept, where they are generating a few tens of milligrams of material and get into clinical trials, where they are going to need kilograms of materials," say McNeil. "That translational research, as we call it, is absolutely germane to getting into clinical trials."

The majority of scientists who apply for assistance from the NCL are seeking FDA approval for their nanotech drugs but they don't have the resources to optimize their formula. The NCL can help. "We help them understand what is involved with their particle because they don't have the tools that we have to be able to characterize," says McNeil. "They may have a nice picture or cartoon of it but until they see our electron micrographs, they don't know what it looks like."

The Nanotechnology Characterization Lab serves two purposes. After a molecule has been through the NCL's assay cascade which consists of a set of tests that evaluate the preclinical toxicology, pharmacology, and efficacy of nanoparticles, the NCL is able to offer an evaluation. "The investigator is going to need $40 million dollars to get into Phase 2 trials. Investigators need to justify the investment. We help them generate data they need to further their work and then we serve as a third-party evaluation." That is crucial, McNeil says, for an investigator seeking funding. "A venture capital company can come to us and say, 'Well, what do you really think of this? Let's see your data, and explain it and defend it.' We, obviously, cannot endorse it but we can discuss the data in the context of what they are trying to do. That really holds a lot of weight."

Consider the example of Abraxane (paclitaxel), which was approved for use by the FDA in 2005. Abraxane, a variably toxic but widely prescribed cancer drug, has been enhanced by attaching it to a nanoparticle, thereby creating a new, targeted treatment. "Because of the size and the binding to a different receptor, that drug now has decreased toxicity compared to the former drug. For the nanoparticle-Abraxane conjugate toxicity is very marginal, at least for immunotoxicity and hypersensitivity," says McNeil.

Since 2005, the Nanotechnology Characterization Lab has characterized nearly 300 different particles. Six of them are in clinical trials. "Depending upon what community you are from, either that is a terrific ratio or that is a poor ratio," explains McNeil. "We view it as a super terrific ratio. A pharmaceutical company can make hundreds of thousands of different drugs and only about one out of 100,000 gets into clinical trials."



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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Lun 6 Mai 2013 - 21:19

Le chercheur a aussi montré que les nanoparticules assurent également une protection contre la pneumonie bactérienne et le virus de l’hépatite C. «La protection est toutefois de courte de durée, car les nanoparticules ne stimulent que le système immunitaire inné. Il faut donc répéter le traitement», précise-t-il avant d’ajouter que l’injection de nanoparticules de papaye dans des tumeurs cancéreuses chez la souris a permis de diviser par quatre la taille de celles-ci. «Les propriétés anticancéreuses des nanoparticules sont encore liées à la réponse immunitaire innée qu’elles induisent», a-t-il souligné.


http://www.ledevoir.com/societe/science-et-technologie/377567/bientot-des-nanoparticules-dans-les-vaccins

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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Lun 27 Juin 2011 - 9:35

Un groupe de chercheurs de l’Université de Californie à San Diego a eu une brillante idée pour rendre plus efficace l’administration des substances antitumorales grâce à des nanoparticules, en les recouvrant d’une membrane de globule rouge. Une nouvelle illustration de la stratégie du cheval de Troie...

La nanomédecine tiendra-t-elle ses promesses ou restera-t-elle très en dessous des espoirs placés en elle par des penseurs transhumanistes comme Eric Drexler et Ray Kurzweil ? Les nano-objets imprudemment relâchés dans notre monde macroscopique, comme les nanotubes de carbone, apporteront-ils plus d’inconvénients pour la santé humaine que d’avantages pour lutter contre des maladies comme le cancer ou même pour ralentir le vieillissement ? Il est encore trop tôt pour se prononcer.

Quoi qu'il en soit, de nombreux laboratoires de par le monde se sont lancés dans l’étude du nanomonde en espérant découvrir de nouveaux traitements. C’est le cas du groupe de recherche dirigé par Liangfang Zhang à San Diego en Californie.

Les chercheurs se sont demandés comment prolonger la durée de vie des nanoparticules recouvertes de substances actives antitumorales dans un organisme en évitant qu’elles ne soient reconnues comme des corps étrangers par celui-ci. En limitant les risques de réponses immunitaires, on pourrait alors augmenter les chances que de grandes quantités de ces nanoparticules aient le temps de délivrer leurs précieuses substances dans les tissus malades et donc rendre plus efficaces certaines chimiothérapies.

La technique du cheval de Troie

L’idée que les chercheurs ont réussi à mettre en œuvre est brillante et simple. Ils ont réussi à remplacer l’intérieur de cellules de globules rouges par des nanoparticules d’environ 100 nanomètres de diamètre. C’est la première fois au monde, selon Zhang et ses collègues, que l’on a ainsi pu combiner une membrane naturelle de cellule avec un nano-objet synthétique. Jusqu’à présent, les nanoparticules utilisées, recouvertes d’un cocktail de substances actives, étaient protégées des attaques de l’organisme à traiter par une fine pellicule, le plus souvent de polyéthylène glycol (PEG).

Les tests réalisés par les chercheurs montrent que ces nanoparticules camouflées en globules rouges sont restées 72 heures dans l’organisme de souris sans déclencher de réactions de rejet de la part des globules blancs. Il reste à trouver des techniques pour produire ces nanoparticules en grandes quantités ainsi qu'à les fixer sur les membranes des molécules capables de se lier à des cellules cancéreuses spécifiques. Les détails des travaux des chercheurs ont été publiés dans un article de Pnas donné en lien ci-dessous.

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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Lun 25 Avr 2011 - 21:00

(Apr. 21, 2011) — Nanotechnology researchers have known for years that RNA, the cousin of DNA, is a promising tool for nanotherapy, in which therapeutic agents can be delivered inside the body via nanoparticles. But the difficulties of producing long-lasting, therapeutic RNA that remains stable and non-toxic while entering targeted cells have posed challenges for their progress.

Des chercheurs sur les nanotechnologies savent depuis des années que l'ARN, le cousin de l'ADN, est un outil prometteur pour la nanotherapy, dans lequel des agents thérapeutiques peuvent être livrés à l'intérieur du corps par des nanoparticules. Mais les difficultés de produire des ARN durables qui restent stables et non toxiques en entrant dans les cellules ciblées ont posé des défis.

In two new publications in the journal Molecular Therapy, University of Cincinnati (UC) biomedical engineering professor Peixuan Guo, PhD, details successful methods of producing large RNA nanoparticles and testing their safety in the delivery of therapeutics to targeted cells.

Le professeur Peixuan Guo explique en détails des méthodes qui fonctionnent pour produire à grande échelle des nanoparticules et tester leur sécurité dans la livraison qui cible certaines cellules.

The articles, in advance online publication, represent "two very important milestones in RNA nanotherapy," says Guo.

Les articles représentent 2 avancées très importantes dans le domaine de la nanothérapie.

"One problem in RNA therapy is the requirement for the generation of relatively large quantities of RNA," he says. "In this research, we focused on solving the most challenging problem of industry-scale production of large RNA molecules by a bipartite approach, finding that pRNA can be assembled from two pieces of smaller RNA modules."

Un problème de la nanothérapie est la production de grandes quantités de ARN. Nous réglons ce problème par une approche bi-partite en disant que le pARN peut être assemblé à partir de deux pièces de modules plus petits d'ARN.

Guo, Dane and Mary Louise Miller Endowed Chair of biomedical engineering, serves as director of the National Cancer Institute (NCI) Alliance for Nanotechnology in Cancer Platform Partnership Program at UC. He has focused his research on RNA for decades, pioneering its use as a versatile building block for nanotechnology, or for the engineering of functional systems at the molecular scale. In 1987, he discovered a packaging RNA (pRNA) in the bacteriophage phi29 virus which can gear a motor to package DNA into the viral protein shell. In 1998, his lab discovered that pRNA can self-assemble or be engineered into nanoparticles to gear the motor.

In his most recent research, Guo and colleagues detail multiple approaches for the construction of a functional 117-base pRNA molecule containing small interfering RNA (siRNA). siRNA has already been shown to be an efficient tool for silencing genes in cells, but previous attempts have produced chemically modified siRNA lasting only 15-45 minutes in the body and often inducing undesired immune responses.

"The pRNA particles we constructed to harbor siRNA have a half life of between five and 10 hours in animal models, are non-toxic and produce no immune response," says Guo. "The tenfold increase of circulation time in the body is important in drug development and paves the way towards clinical trials of RNA nanoparticles as therapeutic drugs."

Guo says the size of the constructed pRNA molecule is crucial for the effective delivery of therapeutics to diseased tissues.

"RNA nanoparticles must be within the range of 15 to 50 nanometers," he says, "large enough to be retained by the body and not enter cells randomly, causing toxicity, but small enough to enter the targeted cells with the aid of cell surface receptions.

In the paper, "Assembly of Therapeutic pRNA-siRNA Nanoparticles Using Bipartite Approach," Guo and his colleagues used two synthetic RNA fragments to create the 117-base pRNA, which was able to further assemble with other pRNA molecules and function in the bacteriophage phi29 viral motor to package DNA.

"The two-piece approach in pRNA synthesis overcame challenges of size limitations in chemical synthesis of RNA nanoparticles," Guo wrote. "The resulting nanoparticles were competent in delivering and releasing therapeutics to cells and silencing the genes within them. The ability to chemically synthesize these nanoparticles allows for further chemical modification of RNA for stability and specific targeting."

The second publication, "Pharmacological Characterization of Chemically Synthesized Monomeric phi29 pRNA Nanoparticles for Systemic Delivery," builds on that research, demonstrating that modified three-dimensional pRNA nanoparticles were readily manufactured through the two-piece approach. The modified nanoparticles were resistant to common enzymes that can attack and degrade RNA and remained chemically and metabolically stable.

Les nanoparticules modifiées furent résistantes aux enzymes communes et ont pu rester stable chimiquement et métaboliquement.

Furthermore, when delivered to target cells in an animal model, the nanoparticles were non-toxic and did not induce an immune response, enabling the nanoparticles to bind to cancer cells in vivo.

De plus, quand elles ont été livrés au cibles dans des animaux vivants, les nanoparticules ont été non-toxiques et non donc pas induits de réponse immunitaire permettant aux nanoparticules de se lier aux cellules cancéreuses.

Previous studies have encased therapeutic siRNA in a polymer coating or liposome for delivery to cells.

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Denis
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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Jeu 10 Mar 2011 - 13:31

Des nanodiamants de carbone permettent de soigner plus efficacement les cancers résistants aux chimiothérapies, selon des recherches américaines menées sur des souris et publiées mercredi.





La résistance à la chimiothérapie est responsable de l'échec des traitements dans plus de 90% des cancers métastatiques, soulignent les auteurs de cette étude parue dans la revue américaine Science Translational Medicine.



Ces chercheurs de l'école d'ingénierie et de sciences appliquées de l'Université Northwestern (Illinois, nord) ont découvert que des doses normalement mortelles d'anti-cancéreux utilisés pour des chimiothérapies permettaient de réduire la taille des tumeurs cancéreuses si on les combinait avec des nanodiamants de carbone.




Les nanodiamants de carbone mesurent environ de deux à huit nanomètres de diamètre (un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre) et chacun a une surface permettant à un vaste éventail de composants de s'y attacher, y compris des agents de chimiothérapie.



Les taux de survie de ces souris ont aussi augmenté et aucun effet secondaire toxique n'a été constaté sur les tissus et organes des souris, soulignent ces chercheurs.



«Nos résultats montrent --pour la première fois-- l'énorme potentiel des nanodiamants pour améliorer de manière significative l'efficacité des traitements des cancers résistants à la chimiothérapie tout en les rendant plus sûrs», souligne Dean Ho, professeur adjoint d'ingénierie médicale à l'Université Northwestern, un des principaux auteurs de l'étude.



«Ces résultats positifs sont essentiels et nous avons choisi d'étudier les cancers résistants à la chimiothérapie car ils demeurent l'un des plus grands obstacles pour traiter le cancer et améliorer la survie des malades», explique ce chercheur.

Ces chercheurs ont utilisé ces nanodiamants et y ont attaché par un procédé de synthèse réversible l'anticancéreux doxorubicine, souvent utilisé dans les chimiothérapie.



Le procédé utilisé amplifie une diffusion soutenue de l'anticancéreux.
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Denis
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MessageSujet: Re: La nanotechnologie contre le cancer   Mer 15 Oct 2008 - 14:00



Nanodiamond-embedded devices could be used to deliver a broad range of therapeutics for the treatment of cancer and inflammation and for regenerative medicine. The extremely thin and flexible devices also can be customized to any shape and thickness.

Une nanotechnologie avec des diamants en poussière intégrés peut être utilisé pour faire un matériau qui peut livrer des médicaments contre le cancer. La pellicule es timplanté ou la tumeur a été enlevé...
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Denis
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MessageSujet: La nanotechnologie contre le cancer   Jeu 3 Avr 2008 - 0:04



A tumor treated with fumagillin nanoparticles (left) is smaller than an untreated tumor. Nanoparticles containing an image enhancing metal (yellow) show that the treated tumor has much less blood vessel growth than the untreated tumor. (Credit: Image courtesy of Washington University School of Medicine)

Une tumeur traitée avec des nanoparticules au fumagillin (à gauche) est plus petite qu'une tumeur non-traitée. Les naoparticules contiennent un métal qui mntrent que la tumeur traitée a beaucoup moins de vaisseaux sanguins que la tumeur qui n'est pas traitée.


(Apr. 2, 2008) — Anyone facing chemotherapy would welcome an advance promising to dramatically reduce their dose of these often harsh drugs. Using nanotechnology, researchers at Washington University School of Medicine in St. Louis have taken a step closer to that goal.

N'importe qui qui reçoit de la chimio sera content que cette chimio diminue drastiquement dans les doses. en utilisant a nanotechnologie, les chercheurs ont fait un pas de plus vers ce but.

The researchers focused a powerful drug directly on tumors in rabbits using drug-coated nanoparticles. They found that a drug dose 1,000 times lower than used previously for this purpose markedly slowed tumor growth.

Les chercheurs ont ciblé une tumeur avec un puissant médicament en utilisant des nanoparticules enduit de ce médicament. Ils ont trouvé qu'une dose 1000 fois plus petite que d'habitude réussit à ralentir considérablement la croisance de la tumeur.

"Many chemotherapeutic drugs have unwanted side effects, and we've shown that our nanoparticle technology has the potential to increase drug effectiveness and decrease drug dose to alleviate harmful side effects," says lead author Patrick M. Winter, Ph.D., research assistant professor of medicine and biomedical engineering.

"Plusieurs médicaments chimiothérapeuthiques ont des effets secondaires indésirables. et nous avons démontrer que notre technologie de nanoparticules peut augmenter l'efficacité des médicaments et alléger les effets secondaires"

The nanoparticles are extremely tiny beads of an inert, oily compound that can be coated with a wide variety of active substances. In an article published online in The FASEB Journal, the researchers describe a significant reduction of tumor growth in rabbits that were treated with nanoparticles coated with a fungal toxin called fumagillin. Human clinical trials have shown that fumagillin can be an effective cancer treatment in combination with other anticancer drugs.

Les chercheurs ont décrit une réduction sugnificative de la croissance d'une tumeur chez un lapin traité avec des nanoparticules enduite de fumagillin (une sorte de champignon toxique) Des essais cliniques (sur des humains) ont montré que le fumagillin pouvait être efficace comme traitement pour le cancer avec d'autres médicaments.

In addition to fumagillin, the nanoparticles' surfaces held molecules designed to stick to proteins found primarily on the cells of growing blood vessels. So the nanoparticles latched on to sites of blood vessel proliferation and released their fumagillin load into blood vessel cells. Fumagillin blocks multiplication of blood vessel cells, so it inhibited tumors from expanding their blood supply and slowed their growth.

Les surfaces des nanoparticules sont faites pour coller aux protéines trouvées sur les cellules des vaisseaux sangjuins en croissance. LEs nanopartiicules vont donc sur le site de ces vaisseaux sanguins et relâchent le fumagillim dans les vaisseaux ce qui inhibe la tumeur et ralentit sa croissance.

Human trials have also shown that fumagillin can have neurotoxic side effects at the high doses required when given by standard methods. But the fumagillin nanoparticles were effective in very low doses because they concentrate where tumors create new blood vessels. The rabbits that received fumagillin nanoparticles showed no adverse side effects.

Les lapins n'ont pas eu d'effets secondaires.

Senior author Gregory M. Lanza, M.D., Ph.D., associate professor of medicine and of biomedical engineering, and Samuel A. Wickline, M.D., professor of medicine, of physics and of biomedical engineering, are co-inventors of the nanoparticle technology. The nanoparticles measure only about 200 nanometers across, or 500 times smaller than the width of a human hair. Their cores are composed mostly of perfluorocarbon, a safe compound used in artificial blood.

The nanoparticles can be adapted to many different medical applications. In addition to carrying drugs to targeted locations, they can be manufactured to highlight specific targets in magnetic resonance imaging (MRI), nuclear imaging, CT scanning and ultrasound imaging.

In this study, researchers loaded blood-vessel-targeted nanoparticles with MRI contrast agent and were able to make detailed maps of tumor blood vessel growth using standard MRI equipment. The MRI scans showed that blood vessel formation tended to concentrate in limited areas on the surface at one side of tumors instead of dispersing uniformly, which was a surprise.

"Using the blood-vessel targeted nanoparticles, we get a far more complete view of tumor biology than we would get with any other technique," Winter says. "If you followed a tumor over a period of time with the nanoparticles and MRI scans, you would have a much better understanding of the tumor's reaction to treatment."

The researchers say they believe nanoparticle technology will be very useful for monitoring cancer treatment results in both the short and long term.

Les chercheurs disent que les nanoparticules peuvent être utiles pour monitorer les résultats des traitements anti-cancer à court et long terme.

"It gives you a way of determining whether you should continue treatment, change the dose or even try a different treatment altogether," Lanza says.

Prior work has shown that the nanoparticles can be loaded with many kinds of drugs. The researchers used fumagillin nanoparticles in these experiments to demonstrate the feasibility of this approach, but they plan further investigations with other versions of the nanoparticles.

Les nanoparticules peuvent être enduits avec beaucoup d'autres médicaments.

"What this report clearly demonstrates is that our nanoparticles can carry chemotherapeutic drugs specifically to tumors and have an effect at the tumor site," Lanza says. "Sometimes when I give presentations about our nanotechnology, people react as if it was science fiction or at best a technology of the distant future. But we've shown that the technology is ready for medical applications now."

Quelquefois pendant des présentations, les gens réagissent comme si c'était de la science fiction ou une technologie pour le future mais nous avons démontré que cette technologie est prête à être utilisée maintenant.

The nanoparticles will be tested this year in preliminary human clinical trials to determine the optimal method for using them as imaging agents. These studies will lay essential groundwork for using the nanoparticles as therapeutic agents.

LEs nanoparticules seront testées sur des humains cette année.

Journal reference: Winter PM, Schmieder, AH, Caruthers SD, Keene JL, Zhang H, Wickline SA, Lanza GM. Minute dosages of "v"3-targeted fumagillin nanoparticles impair Vx-2 tumor angiogenesis and development in rabbits. The FASEB Journal. March 24, 2008 (advance online publication).

The nanotechnology is owned by Barnes-Jewish Hospital and Washington University and licensed to Kereos Inc, a St. Louis-based company. Gregory M. Lanza and Samuel A. Wickline are scientific cofounders of Kereos.

Funding from the National Cancer Institute, the National Heart, Lung, and Blood Institute, the National Institute for Biomedical Imaging and Bioengineering, Philips Medical Systems and Philips Research supported this research.
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