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 Des injections contre le cancer.

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Denis
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MessageSujet: Re: Des injections contre le cancer.   Jeu 19 Fév 2015 - 16:05

Scientists are interested in using gels to deliver drugs because they can be molded into specific shapes and designed to release their payload over a specified time period. However, current versions aren't always practical because must be implanted surgically.

To help overcome that obstacle, MIT chemical engineers have designed a new type of self-healing hydrogel that could be injected through a syringe. Such gels, which can carry one or two drugs at a time, could be useful for treating cancer, macular degeneration, or heart disease, among other diseases, the researchers say.

The new gel consists of a mesh network made of two components: nanoparticles made of polymers entwined within strands of another polymer, such as cellulose.

"Now you have a gel that can change shape when you apply stress to it, and then, importantly, it can re-heal when you relax those forces. That allows you to squeeze it through a syringe or a needle and get it into the body without surgery," says Mark Tibbitt, a postdoc at MIT's Koch Institute for Integrative Cancer Research and one of the lead authors of a paper describing the gel in Nature Communications on Feb. 19.

Koch Institute postdoc Eric Appel is also a lead author of the paper, and the paper's senior author is Robert Langer, the David H. Koch Institute Professor at MIT. Other authors are postdoc Matthew Webber, undergraduate Bradley Mattix, and postdoc Omid Veiseh.

Heal thyself

Scientists have previously constructed hydrogels for biomedical uses by forming irreversible chemical linkages between polymers. These gels, used to make soft contact lenses, among other applications, are tough and sturdy, but once they are formed their shape cannot easily be altered.

The MIT team set out to create a gel that could survive strong mechanical forces, known as shear forces, and then reform itself. Other researchers have created such gels by engineering proteins that self-assemble into hydrogels, but this approach requires complex biochemical processes. The MIT team wanted to design something simpler.

"We're working with really simple materials," Tibbitt says. "They don't require any advanced chemical functionalization."

The MIT approach relies on a combination of two readily available components. One is a type of nanoparticle formed of PEG-PLA copolymers, first developed in Langer's lab decades ago and now commonly used to package and deliver drugs. To form a hydrogel, the researchers mixed these particles with a polymer -- in this case, cellulose.

Each polymer chain forms weak bonds with many nanoparticles, producing a loosely woven lattice of polymers and nanoparticles. Because each attachment point is fairly weak, the bonds break apart under mechanical stress, such as when injected through a syringe. When the shear forces are over, the polymers and nanoparticles form new attachments with different partners, healing the gel.

Using two components to form the gel also gives the researchers the opportunity to deliver two different drugs at the same time. PEG-PLA nanoparticles have an inner core that is ideally suited to carry hydrophobic small-molecule drugs, which include many chemotherapy drugs. Meanwhile, the polymers, which exist in a watery solution, can carry hydrophilic molecules such as proteins, including antibodies and growth factors.

Long-term drug delivery

In this study, the researchers showed that the gels survived injection under the skin of mice and successfully released two drugs, one hydrophobic and one hydrophilic, over several days.

This type of gel offers an important advantage over injecting a liquid solution of drug-delivery nanoparticles: While a solution will immediately disperse throughout the body, the gel stays in place after injection, allowing the drug to be targeted to a specific tissue. Furthermore, the properties of each gel component can be tuned so the drugs they carry are released at different rates, allowing them to be tailored for different uses.

The researchers are now looking into using the gel to deliver anti-angiogenesis drugs to treat macular degeneration. Currently, patients receive these drugs, which cut off the growth of blood vessels that interfere with sight, as an injection into the eye once a month. The MIT team envisions that the new gel could be programmed to deliver these drugs over several months, reducing the frequency of injections.

Another potential application for the gels is delivering drugs, such as growth factors, that could help repair damaged heart tissue after a heart attack. The researchers are also pursuing the possibility of using this gel to deliver cancer drugs to kill tumor cells that get left behind after surgery. In that case, the gel would be loaded with a chemical that lures cancer cells toward the gel, as well as a chemotherapy drug that would kill them. This could help eliminate the residual cancer cells that often form new tumors following surgery.

"Removing the tumor leaves behind a cavity that you could fill with our material, which would provide some therapeutic benefit over the long term in recruiting and killing those cells," Appel says. "We can tailor the materials to provide us with the drug-release profile that makes it the most effective at actually recruiting the cells."

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Les scientifiques sont intéressés à utiliser des gels pour délivrer des médicaments, car ils peuvent être moulés dans des formes spécifiques et conçus pour libérer leur charge utile sur une période de temps spécifiée. Toutefois, les versions actuelles ne sont pas toujours pratique, car elles doivent être implantés chirurgicalement.

Pour aider à surmonter cet obstacle, MIT ingénieurs chimistes ont conçu un nouveau type d'hydrogel d'auto-guérison qui pourrait être injecté par une seringue. Ces gels, qui peuvent porter un ou deux médicaments à la fois, pourraient être utiles pour le traitement du cancer, la dégénérescence maculaire, ou une maladie cardiaque, entre autres maladies, disent les chercheurs.

Le nouveau gel consiste en un réseau maillé constitué de deux composants: des nanoparticules à base de polymères entrelacées à l'intérieur des brins d'un autre polymère, comme la cellulose.

"Maintenant vous avez un gel qui peut changer de forme lorsque vous appliquez du stress dessus, puis, surtout, il peut à nouveau guérir ces forces sont relâchées. Cela vous permet de le presser à travers une seringue ou une aiguille dans le corps, sans chirurgie », explique Mark Tibbitt, l'un des principaux auteurs d'un document décrivant le gel dans Nature Communications le 19 février.

Koch Institut postdoc Eric Appel est aussi un auteur principal du document, et auteur principal du document est Robert Langer, le professeur David H. Koch Institut au MIT. D'autres auteurs sont postdoc Matthew Webber, premier cycle Bradley Mattix et postdoc Omid Veiseh.

Les scientifiques ont déjà construit des hydrogels pour utilisations biomédicales en formant des liaisons chimiques entre les polymères irréversibles. Ces gels, utilisés pour fabriquer des lentilles de contact souples, entre autres applications, sont durs et robuste, mais une fois qu'ils sont formés leur forme ne peuvent pas être facilement modifiées.

L'équipe du MIT a décidé de créer un gel qui pourrait survivre à forces mécaniques fortes, appelées forces de cisaillement, puis se réformer. D'autres chercheurs ont créé ces gels par ingénierie des protéines qui se auto-assemblent en hydrogels, mais cette approche nécessite des processus biochimiques complexes. L'équipe du MIT a voulu concevoir quelque chose de simple.

«Nous travaillons avec des matériaux très simples», dit Tibbitt. "Ils ne nécessitent pas de fonctionnalisation chimique de pointe."

L'approche MIT repose sur une combinaison de deux éléments facilement disponibles. L'un est un type de nanoparticules formé de copolymères PEG-PLA, d'abord développé dans le laboratoire de Langer il y a des décennies et maintenant couramment utilisés pour emballer et livrer des médicaments. Pour former un hydrogel, les chercheurs ont mélangé mélangées ces particules avec un polymère - dans ce cas, de la cellulose.

Chaque forme de chaîne de polymère a de nombreuses liaisons faibles avec des nanoparticules, produisant un treillis tissé de façon lâche de nanoparticules de polymères. Du fait que chaque point de fixation est relativement faible, les liaisons se rompent sous contrainte mécanique, par exemple lorsqu'il est injecté à travers une seringue. Lorsque les forces de cisaillement ne sont plus là, les polymères et les nanoparticules forment de nouvelles pièces jointes avec différents partenaires, le gel de guérison.

L'utilisation de deux composants pour former le gel donne également aux chercheurs ont la possibilité de fournir deux médicaments différents à la fois. Les nanoparticules PEG-PLA ont un noyau interne qui est idéalement adapté pour transporter les médicaments hydrophobes à petites molécules, qui comprennent de nombreux médicaments de chimiothérapie. Pendant ce temps, les polymères, qui existent dans une solution aqueuse, peuvent transporter des molécules hydrophiles comme les protéines, y compris des anticorps et des facteurs de croissance.

L'administration de médicaments à long terme

Dans cette étude, les chercheurs ont montré que les gels ont survécu à injection sous la peau de souris et relâchés avec succès deux médicaments, une hydrophobe et hydrophile, une sur plusieurs jours.

Ce type de gel offre un avantage important par rapport à l'injection d'une solution de liquide de nanoparticules : la solution est immédiatement dispersée dans tout le corps, tandis que le gel reste en place après l'injection, ce qui permet au médicament d'être ciblé vers un tissu spécifique. En outre, les propriétés de chaque composant de gel peuvent être réglés de sorte que les médicaments qu'ils transportent sont libérés à des vitesses différentes, leur permettant d'être adaptés pour des utilisations différentes.

Les chercheurs cherchent maintenant à utiliser le gel pour délivrer des médicaments d'anti-angiogenèse pour traiter la dégénérescence maculaire. Actuellement, les patients reçoivent ces médicaments, qui coupent la croissance des vaisseaux sanguins qui interfèrent avec la vue, par injection dans l'œil une fois par mois. L'équipe du MIT prévoit que le nouveau gel pourrait être programmé pour délivrer ces médicaments pendant plusieurs mois, ce qui réduit la fréquence des injections.

Une autre application potentielle pour les gels est la livraison de médicaments, tels que les facteurs de croissance, qui pourraient aider le tissu cardiaque endommagé à se réparer après une attaque cardiaque. Les chercheurs poursuivent également la possibilité d'utiliser ce gel pour livrer des médicaments contre le cancer pour tuer les cellules tumorales qui sont laissés après la chirurgie. Dans ce cas, le gel pourrait être chargée avec un produit chimique qui attire les cellules cancéreuses vers le gel, ainsi que d'un médicament de chimiothérapie pour les tuer. Cela pourrait aider à éliminer les cellules cancéreuses résiduelles qui forment souvent de nouvelles tumeurs après la chirurgie.

«Le retrait de la tumeur laisse derrière une cavité que vous pouvez remplir avec notre matériel, ce qui donnerait un certain avantage thérapeutique sur le long terme en matière de recrutement et d'élimination de ces cellules," dit Appel. "Nous pouvons adapter les matériaux pour nous fournir le profil de libération du médicament qui est le plus efficace pour recruter les cellules."

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Denis
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MessageSujet: Re: Des injections contre le cancer.   Dim 18 Nov 2012 - 23:51

(Nov. 15, 2012) — A promising new approach to treating solid tumors with radiation was highly efficacious and minimally toxic to healthy tissue in a mouse model of cancer, according to data published in Cancer Research, a journal of the American Association for Cancer Research.

Une nouvelle approche prometteuse pour traiter les tumeurs solides avec de la radiation a été hautement efficace et minimalement toxique pour les tissus sains dans une souris modèle du cancer.

Some patients with solid tumors, including prostate cancer, are treated using a clinical technique called brachytherapy. Brachytherapy involves the surgical implantation of radioactive "seeds" within a patient's tumor to expose the tumor cells to high levels of radiation while minimizing the negative side effects of radiation on the rest of the body.

Quelques patients avec des tumeurs solides, incluant le cancer de la prostate sont traités avec une technique qui est appelé brachythérapie. La brachythérapie implique une imlantation chirugicale de grains radioactifs dans la tumeur du patient pour exposer les tumeurs cancéreuses du patient à de hauts niveaux de radiation et minimiser les effets négatifs de la radiation sur le reste du corps.

"The use of brachytherapy is limited by several factors," said Wenge Liu, M.D., Ph.D., associate research professor of biomedical engineering at Duke University in Durham, N.C. "The most prominent factor is the need for surgical implantation and removal of the seeds. We set out to develop an alternative approach to brachytherapy that would eliminate the need for surgery."

L'utilisation de la brachythérapie est limitée par plusieurs facteurs. Le plus proéminent des facteurs est le besoin d'une chirugie pour implanter et enlever les grains. La nouvelle approche élimera le besoin de ces chirurgies.

Liu and his colleagues generated an injectable substance, called a polymer, attached to a source of radioactivity that spontaneously assembled into a radioactive seed after being injected into a tumor.

Liu et ses collègues ont fait une substance injectable, appelée polyemère, attachée à la source de radioactivité qui se forme en une grain radioactif après l'injection dans la tumeur.

In all mice transplanted with either a human head and neck cancer cell line or a human prostate cancer cell line, injection of the radioactive polymers into the growing tumors substantially delayed tumor growth. In more than 67 percent of the animals, the tumors were eradicated by a single injection. Further analysis indicated no signs that cells outside the tumor had been exposed to significant amounts of radiation in any of the animals injected with the radioactive polymers.

Dans toutes les souris transplantées avec soit avec un cancer de la tête et du soit un cancer de la , l'injection du polymère radioactif dans les tumeurs ralentit la croissance de la tumeur. Dans plus de 67% des animaux, les tumeurs ont été éradiquées par une simple injection. Des analyses plus en profondeur ont indiqué que les cellules saines n'ont pas été touchées par une dose significative de radiations dans les animaux injectés par le polymère radioactive.

"We believe that this approach provides a useful alternative to existing brachytherapy, which requires a complicated surgical procedure to implant the radioactive seeds," Liu said. "Moreover, these injectable seeds degrade after the radiation is exhausted, so they do not need to be surgically removed."

Nous croyons que cette approche fournit une aternative utile à la brachyothértapie qui requiert des chirurgies compliquées. De plus les grains radioactifs se dégradent tout seuls après que la radiation est finie ainsi il n'y a pas besoin de chirurgie pour les enlever.

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frederic



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MessageSujet: Re: Des injections contre le cancer.   Mar 25 Avr 2006 - 13:16

Ça c'est une découverte que j'aime bien.
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Denis
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MessageSujet: Des injections contre le cancer.   Mar 25 Avr 2006 - 12:56



Un gel de produits de chimio a été conçu et démontrent des résultats positifs en laboratoire.

Des souris traités avec ce gel qu'on injectent sous la peau près des glandes mamaires livrent la chimio sur une période de 30 jours ont leurs tumeurs détruites.


Dernière édition par Denis le Dim 18 Nov 2012 - 23:34, édité 3 fois
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MessageSujet: Re: Des injections contre le cancer.   Aujourd'hui à 4:06

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