La recherche, menée sur des souris, montre comment ces minuscules nanomachines sont propulsées par l’urée présente dans l’urine et ciblent précisément la tumeur, en l’attaquant avec un radio-isotope transporté à leur surface. Menée par l’IBEC et le CIC biomaGUNE, l’étude ouvre la porte à de nouveaux traitements plus efficaces contre le cancer de la vessie.
Le cancer de la vessie a l’un des taux d’incidence les plus élevés au monde et se classe au quatrième rang des tumeurs les plus courantes chez les hommes. Malgré son taux de mortalité relativement faible, près de la moitié des tumeurs de la vessie réapparaissent dans les 5 ans, nécessitant une surveillance continue des patients. Les visites fréquentes à l’hôpital et la nécessité de traitements répétés contribuent à faire de ce type de cancer l’un des plus coûteux à guérir.
Même si les traitements actuels impliquant l’administration directe de médicaments dans la vessie montrent de bons taux de survie, leur efficacité thérapeutique reste faible. Une alternative prometteuse implique l’utilisation de nanoparticules capables de délivrer des agents thérapeutiques directement à la tumeur. En particulier, les nanorobots – ; les nanoparticules dotées de la capacité de s’auto-propulser dans le corps – ; sont remarquables.
Une étude publiée dans la prestigieuse revue Nature Nanotechnology révèle comment une équipe de recherche a réussi à réduire de 90 % la taille des tumeurs de la vessie chez la souris grâce à une dose unique de nanorobots alimentés à l’urée. Ces minuscules nanomachines sont constituées d’une sphère poreuse en silice. Leurs surfaces portent divers composants aux fonctions spécifiques. Parmi eux se trouve l’enzyme uréase, une protéine qui réagit avec l’urée présente dans l’urine, permettant à la nanoparticule de se propulser. Un autre composant crucial est l’iode radioactif, un radio-isotope couramment utilisé pour le traitement localisé des tumeurs.
La recherche, dirigée par l’Institut de bio-ingénierie de Catalogne (IBEC) et le CIC biomaGUNE en collaboration avec l’Institut de recherche en biomédecine (IRB Barcelone) et l’Université autonome de Barcelone (UAB), ouvre la voie à des traitements innovants contre le cancer de la vessie. Ces avancées visent à réduire la durée d’hospitalisation, ce qui implique une réduction des coûts et un confort accru pour les patients. « Avec une dose unique, nous avons observé une diminution de 90 % du volume tumoral. Ceci est nettement plus efficace étant donné que les patients atteints de ce type de tumeur ont généralement 6 à 14 rendez-vous à l’hôpital avec les traitements actuels. Une telle approche thérapeutique améliorerait l’efficacité, réduisant ainsi la durée des hospitalisations et les coûts de traitement ».
Lors de recherches antérieures, les scientifiques avaient confirmé que la capacité d’autopropulsion des nanorobots leur permettait d’atteindre toutes les parois de la vessie. Cette caractéristique est avantageuse par rapport à la procédure actuelle où, après avoir administré le traitement directement dans la vessie, le patient doit changer de position toutes les demi-heures pour que le médicament atteigne toutes les parois. Cette nouvelle étude va plus loin en démontrant non seulement la mobilité des nanoparticules dans la vessie mais aussi leur accumulation spécifique dans la tumeur. Cette réalisation a été rendue possible grâce à diverses techniques, notamment l’imagerie médicale par tomographie par émission de positons (TEP) des souris, ainsi que des images microscopiques des tissus prélevés une fois l’étude terminée. Ces derniers ont été capturés à l’aide d’un système de microscopie à fluorescence développé spécifiquement pour ce projet à l’IRB Barcelone. Le système scanne les différentes couches de la vessie et réalise une reconstruction 3D permettant ainsi l’observation de l’ensemble de l’organe.
« Le système optique innovant que nous avons développé nous a permis d’éliminer la lumière réfléchie par la tumeur elle-même, nous permettant ainsi d’identifier et de localiser des nanoparticules dans tout l’organe sans marquage préalable, avec une résolution sans précédent. Nous avons observé que les nanorobots n’atteignaient pas seulement la tumeur. mais y sont également entrés, renforçant ainsi l’action du produit radiopharmaceutique », explique Julien Colombelli, responsable de la plate-forme Advanced Digital Microscopy à l’IRB Barcelone.
Décrypter pourquoi les nanorobots peuvent pénétrer dans la tumeur a constitué un véritable défi. Les nanorobots manquent d’anticorps spécifiques pour reconnaître la tumeur, et le tissu tumoral est généralement plus rigide que le tissu sain. « Cependant, nous avons observé que ces nanorobots peuvent détruire la matrice extracellulaire de la tumeur en augmentant localement le pH grâce à une réaction chimique automotrice. Ce phénomène a favorisé une plus grande pénétration de la tumeur et a permis d’obtenir une accumulation préférentielle dans la tumeur », explique Meritxell. Serra Casablancas, co-premier auteur de l’étude et chercheuse à l’IBEC.
Ainsi, les scientifiques ont conclu que les nanorobots entrent en collision avec l’urothélium comme s’il s’agissait d’une paroi, mais que dans la tumeur, plus spongieuse, ils pénètrent dans la tumeur et s’accumulent à l’intérieur. Un facteur clé est la mobilité des nanobots, qui augmente la probabilité d’atteindre la tumeur. De plus, selon Jordi Llop, chercheur au CIC biomaGUNE et co-responsable de l’étude, « l’administration localisée de nanorobots porteurs du radio-isotope réduit la probabilité de générer des effets indésirables, et la forte accumulation dans le tissu tumoral favorise l’action radiothérapeutique. « Les résultats de cette étude ouvrent la porte à l’utilisation d’autres radio-isotopes ayant une plus grande capacité à induire des effets thérapeutiques mais dont l’utilisation est restreinte lorsqu’ils sont administrés par voie systémique », ajoute Cristina Simó, co-premier auteur de l’étude.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
