Comment réduire les effets négatifs de la chimiothérapie, tout en augmentant son efficacité? La réponse est de nature assez simple, mais très difficile à mettre en œuvre, à savoir: il est nécessaire de réaliser une délivrance ciblée du médicament aux cellules tumorales. L'une des méthodes les plus prometteuses consiste à emballer le médicament de telle sorte qu'il n'exerce ses propriétés thérapeutiques qu'en atteignant les cellules cancéreuses, sans «s'ouvrir» dans la circulation sanguine et non «attirer» les cellules saines.
Le développement de telles méthodes est réalisé par l'équipe scientifique du Laboratoire de Nanomatériaux Inorganiques de NUST «MISiS». Il n'y a pas si longtemps, les scientifiques ont développé un moyen d'augmenter considérablement la sensibilité des cellules cancéreuses aux médicaments antitumoraux contenant la substance active doxorubicine. Pour cela, les nanoparticules de bore portant le médicament ont été enrichies en acide folique, que les cellules cancéreuses absorbent environ 1000 fois plus activement que les cellules ordinaires.
Les médicaments antitumoraux, qui contiennent la substance active doxorubicine, sont l'un des plus largement utilisés dans le monde. Ils sont utilisés pour traiter la leucémie, le cancer des tissus musculaires, le sarcome et un certain nombre d'autres néoplasmes malins. Lorsqu'elle pénètre dans la circulation sanguine, la substance se lie assez activement à divers composés et est également bien absorbée par les cellules affectées et normales. Le problème est que de fortes doses sont nécessaires pour obtenir cet effet et que «l'illisibilité» de la doxorubicine nuit aux cellules saines.
En 2017, une équipe de scientifiques de NUST «MISiS» en collaboration avec le Centre de Recherche en Oncologie du nom de N.N. Blokhina a mené des expériences sur la liaison de la doxorubicine avec des nanoparticules de nitrure de bore biocompatibles, qui se combinent bien avec le médicament en raison d'une structure moléculaire similaire.
Les expériences in vitro ont été positives et ont montré que les nanoparticules délivrent efficacement la doxorubicine aux cellules et ne libèrent le médicament qu'après leur entrée dans la cellule, ce qui bloquera la dégradation de la doxorubicine dans la circulation sanguine jusqu'à ce que le médicament atteigne les cellules. Ainsi, il est devenu possible de réduire la posologie thérapeutique.
Cependant, cela n'a pas résolu tous les problèmes: il était nécessaire de «forcer» les cellules cancéreuses à absorber le médicament plus activement que les autres - afin que les cellules saines n'aient pas le temps de le capturer.
Poursuivant les recherches, les scientifiques de NUST «MISiS» ont trouvé un moyen de «conditionner» la doxorubicine afin que son action soit dirigée. La méthode obtenue est basée sur les caractéristiques structurelles des cellules cancéreuses: elles sont extrêmement actives dans la division, et pour obtenir plus de nutrition, un grand nombre de récepteurs d'acide folique sont situés à leur surface. Elle est mieux connue sous le nom de vitamine B9 - elle est nécessaire à la croissance et au développement des systèmes circulatoire et immunitaire.
«Par rapport aux cellules saines, il y a environ mille fois plus de récepteurs d'acide folique à la surface des cellules cancéreuses», explique Elizaveta Permyakova, chercheuse au Laboratoire des nanomatériaux inorganiques du NISU MISiS. - Dans notre nouvelle étude, nous avons combiné les propriétés du nitrure de bore et de l'acide folique. "Nous avons d'abord attaché de manière covalente l'acide folique aux nanoparticules, puis nous avons saturé ce système d'administration avec de la doxorubicine."
La charge en nanoparticules de la préparation a été évaluée par spectrophotométrie: la doxorubicine elle-même étant un composé soluble dans l'eau rouge vif, la solution aqueuse de doxorubicine a également une couleur rouge saturée. Après avoir ajouté des nanoparticules de nitrure de bore liées à l'acide folique à cette solution, toute la doxorubicine se lie aux particules et la solution redevient limpide. L'utilisation de ce système d'administration réduira les interactions non spécifiques de la doxorubicine et augmentera vraisemblablement la précision de l'administration du médicament aux cellules cancéreuses. Les résultats de l'étude sont publiés dans la revue Nanomaterials.
À l'heure actuelle, afin de confirmer l'activité thérapeutique, une série d'expériences
in vitro a été lancée au Centre russe de recherche en oncologie N.N. Puce utilisant différentes cultures de cellules cancéreuses humaines.