La nouvelle technologie promet un traitement personnalisé pour chaque patient, ainsi qu’une toxicité moindre que les méthodes actuelles
ETDes pas de géant sont faits pour que, dans un futur proche, on arrive à une médecine presque 100% personnalisée. Grâce à cela, les patients atteints de maladies graves, telles que le cancer, pourront être diagnostiqués et traités beaucoup plus rapidement, sans effets secondaires et sans la toxicité présentée par les procédures actuelles de radio et de chimiothérapie. Ce n’est pas de la science-fiction. C’est en effet l’aboutissement de la nanomédecine théranostique, une nouvelle frontière de la nanotechnologie.
Comment fonctionne la nanomédecine thérapeutique ?
Quand on parle de nanomédecine théranostique, on parle de nanomatériaux qui ont la particularité de détecter et de montrer où il y a un problème de santé grave – et on prend ici, comme exemple type, le cancer. Autrement dit, ces nanomatériaux – ou nanoparticules – parviennent à se loger et à poser le diagnostic d’une tumeur, combattant simultanément les cellules cancéreuses, permettant le suivi de l’ensemble de l’action. Il existe actuellement plusieurs façons de développer – ou de concevoir – des nanoparticules qui produisent des effets de diagnostic et de traitement. Une nanoparticule peut se loger dans une tumeur et agir comme si elle était une balise pour l’éclairer et la localiser.
Cette comparaison est un exemple de nanoparticule en tant qu’agent de contraste à « interpréter », par exemple, par imagerie par résonance magnétique, ou par imagerie photoacoustique, comme décrit dans un article scientifique récemment publié par le Groupe Nanomédecine et Nanotoxicologie de l’Institut de Physique de São Carlos (GNano-IFSC) de l’USP, dirigé par le professeur Valtencir Zucolotto. Selon le professeur, cela fait partie du diagnostic. Vient ensuite la partie thérapeutique, dont un exemple est montré dans d’autres articles du même, qui traitent de la thérapie photothermique, ou photohyperthermie. La nanoparticule se loge dans la tumeur et reçoit le rayonnement d’une lumière laser, dans l’infrarouge, favorisant un échauffement très localisé uniquement autour des nanoparticules, qui rayonnent, induisant la mort cellulaire dans la tumeur.
Le professeur explique que lorsqu’une tumeur se forme, elle a une tendance naturelle à se développer rapidement, une croissance qui est commune aux cellules cancéreuses. « Comme prévu, les vaisseaux sanguins qui alimentent cette tumeur se développent également rapidement et ses parois peuvent être irrégulières, avec des pores. Et c’est une situation qui favorise l’action des nanoparticules, car, lorsqu’elles circulent dans le corps humain, elles s’accumulent naturellement dans le tissu tumoral, exerçant leur action et laissant idéalement les tissus sains libérés.
La nanomédecine thérapeutique, dit-il, représente l’une des frontières de la nanotechnologie. « Actuellement, tous les grands groupes de recherche recherchent des systèmes qui, à travers la même nanoparticule, puissent détecter une tumeur puis appliquer une thérapie – une thérapie antitumorale, une thérapie thermique, ou même tout cela ensemble », explique Zucolotto, responsable de GNano, de l’IFSC, l’un des groupes qui dans le monde recherchent des avancées dans ce domaine.
Avancement de la recherche
Deux articles de GNano, issus de projets développés in vitro et financés par la FAPESP, ont été publiés récemment. Le premier, intitulé Nanofleurs d’or théragnostique phoactive proche infrarouge pour l’imagerie photoacoustique et l’hyperthermie, rapporte le développement d’une structure non conventionnelle, différente de toutes les autres, en forme de fleur. « L’avantage du format, dans ce cas, est le chauffage localisé rapide que peut fournir la « nanofleur » en irradiant de la lumière dans l’infrarouge », expliquent les chercheurs Olavo Amorim Santos et Juliana Cancino-Bernardi, les principaux auteurs des travaux. Ce travail montre l’imagerie réalisée par spectroscopie photoacoustique, pour la détection de la tumeur (diagnostic), passant à la phase thérapeutique avec l’absorption de la lumière par la nanoparticule, tuant la cellule tumorale en séquence. « L’imagerie photoacoustique est une technique qui repose également sur l’absorption de la lumière infrarouge par des cibles d’intérêt. Dans ce cas, de courtes impulsions laser, d’une durée de l’ordre de la nanoseconde, sont appliquées à la région tissulaire contenant les nanoparticules. Par conséquent, l’augmentation de température est localisée et transitoire, ce qui induit la génération d’ondes acoustiques, un effet similaire au tonnerre provoqué par la foudre. Pour la formation d’images permettant de localiser les nanoparticules, ces ondes acoustiques sont détectées par des équipements à ultrasons. Dans ce cas, les équipements d’imagerie sont très similaires à ceux utilisés, par exemple, en obstétrique et en cardiologie », ajoute le professeur Theo Pavan, du département de physique de l’USP Ribeirão Preto Faculté de philosophie, sciences et lettres (FFCLRP), co- auteur du travail.
Le deuxième ouvrage, intitulé Nanoparticules d’oxyde de zinc plasmonique dopées avec absorption dans le proche infrarouge pour une activité antitumorale, montre une nanoparticule d’oxyde de zinc modifiée, qui a des propriétés optoélectroniques améliorées, y compris l’absorption dans la région proche infrarouge. « Le matériau synthétisé représente une classe importante de nanotransporteurs, qui peuvent être adaptés pour l’administration de médicaments et utilisés comme plate-forme théranostique, c’est-à-dire capables de combiner simultanément traitement et diagnostic dans des maladies telles que le cancer. En plus de traiter le cancer, les nanoparticules d’oxyde de zinc ont également une activité antibactérienne, ce qui en fait d’excellentes structures capables de combiner les traitements habituels contre les maladies chroniques et infectieuses dans une seule plateforme thérapeutique. En résumé, les nanoparticules d’oxyde de zinc modifiées représentent une alternative à l’utilisation de matériaux conventionnels avec une voie de synthèse moins chère et à grande échelle, ce qui est une caractéristique importante pour leur utilisation dans des applications biologiques », explique Nathalia Rissi, auteur principal de l’article.
Dès 2018, GNano se rapprochait rapidement de la nanomédecine théranostique avec la publication de travaux pionniers dans le groupe Photothermie Et Libération De Médicaments Activés De Nanotiges D’or Plasmoniques Enduites De Membrane Cellulaire Naturelle Et De β-Lapachone. La chercheuse Valeria Marangoni était l’un des auteurs, menant la recherche in vivo, avec des modèles animaux, concernant le développement d’une nanoparticule qui, lorsqu’elle est irradiée et chauffée, provoque la réduction des tumeurs.
Par : Rui Cintra et Vinícius Botelho
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