Des nanoparticules qui tuent les tumeurs de la prostate

Mise à jour, l'article date de mai 2014


Des nanoparticules de palladium radioactif recouvertes d’or permettraient de s’attaquer à des tumeurs cancéreuses plus efficacement que ne le font les méthodes traditionnelles de radiothérapie et de curiethérapie, a affirmé une chercheuse de l’Université Laval dans le cadre du congrès de l’Association francophone pour le savoir (Acfas) qui débutait lundi à l’Université Concordia.


Depuis quelques années, la curiethérapie est proposée principalement aux patients atteints de cancer de la prostate, car elle permet une irradiation beaucoup plus localisée. Elle réduit du coup l’exposition aux radiations des tissus sains à proximité de la tumeur, et prévient ainsi le principal effet secondaire de la radiothérapie classique.


Jusqu’à maintenant, la curiethérapie a consisté à insérer une centaine d’implants de la taille de grains de riz (4,5 mm de longueur sur un millimètre de largeur) dans la prostate, dont la taille équivaut à celle d’un abricot. Mais l’insertion de ces implants dans la tumeur est très douloureuse, car elle nécessite le recours à une grosse aiguille. De plus, la répartition des implants n’est pas toujours très uniforme et concentrée, ce qui fait que des organes sains peuvent être irradiés.


Diane Djoumessi Lekeufack, stagiaire postdoctorale en chimie des matériaux à l’Université Laval sous la direction de Marc-André Fortin, s’est appliquée à synthétiser des nanoparticules dotées d’un coeur de palladium 103 radioactif et recouvertes d’or. « Cette couche d’or possède une propriété de radiosensibilisation », souligne la scientifique. « Lorsque le photon émis par le palladium radioactif interagit avec l’or, il induit la création d’une cascade d’électrons Auger. Ces électrons sont très agressifs envers les cellules cancéreuses. La couche d’or permet ainsi de rehausser la dose de radiation délivrée par les nanoparticules de palladium », souligne-t-elle.


La couche d’or offre aussi une surface sur laquelle il est possible de greffer des molécules qui permettront de reconnaître spécifiquement les cellules cancéreuses, permettant ainsi de cibler encore mieux le cancer et d’épargner les cellules saines. De plus, l’or est biocompatible, il n’est donc pas toxique.



Ciblé et moins douloureux


À ce jour, Diane Djoumessi Lekeufack a mis au point une méthode de synthèse permettant de produire rapidement ces nanoparticules de palladium revêtues d’or. Elle a confirmé que ces nanoparticules sont stables, qu’elles conservent leurs propriétés dans un milieu s’apparentant à celui du corps humain.


Selon la chercheuse, ces nanoparticules sont très prometteuses, car elles présentent de nombreux avantages. « Comme elles se présentent sous forme d’une solution, il est ainsi possible d’utiliser une aiguille plus fine pour les administrer, l’intervention en sera moins douloureuse. Qui plus est, il est également plus facile de focaliser leur administration sur un tissu particulier. » L’équipe de Marc-André Fortin s’apprête maintenant à commencer des études chez l’animal.


La curiethérapie, aussi appelée brachythérapie, utilisant des nanoparticules pourra servir à traiter divers types de cancer, parmi lesquels les cancers de la prostate, du sein et de l’ovaire.

(Québec) On se doutait depuis longtemps que la nanotechnologie finirait, un jour, par accoucher d'une mini structure qui serait programmée pour «reconnaître» les tumeurs cancéreuses et les détruire. Eh bien c'est à l'Université Laval que l'accouchement a eu lieu, a annoncé cette année la revue Chemical Communications.

«Au départ, l'idée qu'on avait était de mimer des processus naturels pour tuer des cellules», dit Normand Voyer, professeur au département de chimie, qui a cosigné l'article scientifique. C'est un ennemi bien connu du corps humain, la bactérie Staphylococcus aureus, qui lui a servi de «muse», si l'on peut s'exprimer ainsi.


Avec l'aide des étudiants à la maîtrise Pierre-Luc Boudreault, d'abord, puis François Otis et Mathieu Arseneault, M. Voyer a commencé par créer une molécule imitant l'action d'une toxine particulièrement virulente sécrétée par S. aureus, nommée alpha-hémolysine, ou plus simplement toxine alpha. Les molécules de cette dernière ont cette vilaine propriété de s'assembler spontanément par groupes de sept à la surface des cellules pour y former des sortes de tubes, qui percent la membrane - surtout celle des globules rouges du sang. Une fois trouée, évidemment, la cellule ne peut plus maintenir son équilibre interne et meurt rapidement, de la même façon qu'un animal mourrait si des trous dans sa peau laissaient en permanence un libre passage entre son corps et le monde extérieur.



Au rayon des «nano poignards» que la nature a mis au point au fil de l'évolution, celui-là est donc d'une redoutable efficacité, pouvant potentiellement tuer à peu près n'importe quelle cellule, cancéreuse ou non. Pour un problème, c'en était tout un, puisqu'un traitement qui se respecte n'est pas censé détruire le patient, mais c'est justement sur ce point que l'équipe de M. Voyer s'est montrée particulièrement ingénieuse.


Une fois le nanopoignard répliqué, en effet, les chercheurs lui ont inventé une sorte de «fourreau», si l'on veut, c'est-à-dire qu'ils ont modifié la molécule pour la rendre temporairement inoffensive, mais pour qu'elle puisse aussi être «dégainée» au bon moment. Ce fourreau est constitué de deux acides aminés - ces molécules qui composent les protéines - qui ont été choisis et assemblés spécialement pour réagir avec une enzyme sécrétée en quantité anormalement grande à la surface des tumeurs de la prostate. Ainsi, bien que les essais cliniques soient encore loin, leur réplique de toxine devrait pouvoir voyager dans l'organisme sans causer de dommage, n'étant activée que lorsqu'elle entre en contact avec des cellules cancéreuses de la prostate.


Leurs résultats en laboratoire, encourageants, ont montré que leur stratagème fonctionne : seules les cellules qui expriment cette enzyme sont attaquées par la molécule, qui laisse les autres indemnes.


«C'était la première fois qu'on montrait qu'une nanostructure était capable de cibler des cellules cancéreuses, et par le fait même, lorsqu'elle est activée, d'aller briser la membrane par ce mécanisme-là», dit M. Voyer.


Notons ici qu'une différence fondamentale entre cette méthode et la chimiothérapie plus classique est que la nanostructure agit de façon mécanique, et non par des réactions chimiques. Ainsi, une fois que la molécule a perforé une membrane, elle peut passer à la cellule suivante, contrairement aux médicaments utilisés en chimio, qui peuvent tuer plu­sieurs cellules, mais qui restent collés aux molécules avec les­quelles ils réagissent.


Un jour, cela pourra peut-être multiplier l'effet anticancéreux de cette trouvaille. Pour l'heure, cependant, cette caractéristique est le prochain obstacle que M. Voyer devra contourner avant que la molécule puisse être uti­lisée. Une fois dégainé par l'enzyme PSMA, en effet, le nano­poignard ne fait plus la différence entre les cellules cancéreuses et les cellules saines, qu'il détruit indistinctement.


«Mais ça, c'est le bout le plus facile, rassure M. Voyer. N'importe quelle cellule qui meurt, y compris les cancéreuses, va sécréter des protéases, qui sont des enzymes de dégradation. (...) Alors ce qu'il nous reste à faire, c'est d'introduire dans notre nanostructure un acide aminé qui serait reconnu par une protéase. Une fois la cellule cancéreuse morte, la protéase viendrait cli­­ver notre molécule, qui cesserait alors d'être toxique pour les autres cellules.»


Ce «bout facile» demandera tout de même énormément de travail, dit M. Voyer, parce qu'il faudra trouver le bon acide aminé et la bonne façon de l'insérer dans la structure pour que celle-ci conserve sa faculté de tuer les cellules. Et à l'échelle nanométrique, où la matière se comporte parfois très différemment de ce que nous observons dans le monde macroscopique, la tâche s'annonce délicate. Juste en changeant d'un poil la taille de leur molécule - sans parler d'y introduire de nouveaux acides aminés -, M. Voyer en change complètement le comportement dans l'organisme.


«Alors, on en a pour 15 ans», estime-t-il.

- 11/04/2006 - Un groupe de chercheurs a mis au point des nanoparticules chargées d’un anticancéreux, le docétaxel, afin de cibler spécifiquement des tumeurs de cancer de la prostate. Les résultats des tests menés chez des souris apparaissent très encourageants.


Ces résultats viennent d’être rendus disponibles sur le site Internet de la revue scientifique américaine PNAS. Robert Langer, Omid Farokhzad et leurs confrères expliquent que les nanoparticules en question sont composées de docétaxel encapsulé dans un polymère biodégradable. On trouve à leur surface des aptamères d’ADN et d’ARN. Ces aptamères sont sélectionnés de façon à reconnaître un antigène spécifique de la prostate, le PSMA ou prostate specific membrane antigen.


Les chercheurs ont montré que ces particules sont capturées par les cellules de cancer de la prostate ce qui permet une libération prolongée de docétaxel à l’intérieur de ces mêmes cellules. Dans le modèle animal employé, l’injection intratumorale de ces nanoparticules a conduit à une réduction de complète de 5 tumeurs sur 7 et à un de taux de survie de 100% chez les souris traitées après plus de 100 jours d’étude. Comparativement, le taux de réduction tumorale était de 2 sur 7 et la survie de 57% lorsque les nanoparticules n’étaient pas couplées aux aptamères.


Dernier point, les auteurs précisent que ces nanoparticules n’entraînent pas de réaction immunitaire et que leur coût et leur mode de fabrication les rend compatibles avec une utilisation chez l’homme.