Les scientifiques de l’Oregon State University ont inventé un moyen de fabriquer des nanoparticules magnétiques qui deviennent plus chaudes que n’importe quelle nanoparticule précédente, améliorant ainsi leur capacité à lutter contre le cancer.
La faculté de l’OSU College of Pharmacy a dirigé une collaboration qui a développé une méthode de décomposition thermique avancée pour produire des nanoparticules capables d’atteindre des températures dans les lésions cancéreuses allant jusqu’à 50 degrés Celsius, ou 122 degrés Fahrenheit, lorsqu’elles sont exposées à un champ magnétique alternatif.
Résultats de l’étude préclinique menée par Oleh Taratula et Olena Taratula sont publiées aujourd’hui dans la revue Petites méthodes.
Les nanoparticules magnétiques ont montré un potentiel anticancéreux depuis des années, ont déclaré les scientifiques. Une fois à l’intérieur d’une tumeur, les particules – de minuscules morceaux de matière aussi petits qu’un milliardième de mètre – sont exposées à un champ magnétique alternatif. L’exposition au champ, un processus non invasif, provoque l’échauffement des nanoparticules, affaiblissant ou détruisant les cellules cancéreuses.
« L’hyperthermie magnétique est très prometteuse pour le traitement de nombreux types de cancer », a déclaré Olena Taratula. « De nombreuses études précliniques et cliniques ont démontré son potentiel à tuer directement les cellules cancéreuses ou à améliorer leur sensibilité aux radiations et à la chimiothérapie. »
Mais à l’heure actuelle, l’hypothermie magnétique ne peut être utilisée que pour les patients dont les tumeurs sont accessibles par une aiguille hypodermique, a déclaré Oleh Taratula, et non pour les personnes atteintes de tumeurs malignes difficiles à atteindre telles que le cancer de l’ovaire métastatique.
« Avec les nanoparticules magnétiques actuellement disponibles, les températures thérapeutiques requises – supérieures à 44 degrés Celsius – ne peuvent être atteintes que par injection directe dans la tumeur », a-t-il déclaré. « Les nanoparticules n’ont qu’une efficacité de chauffage modérée, ce qui signifie qu’il en faut une concentration élevée dans la tumeur pour générer suffisamment de chaleur. cette concentration élevée. »
Pour résoudre ces problèmes, les scientifiques ont développé une nouvelle technique de fabrication chimique qui a abouti à des nanoparticules magnétiques avec une plus grande efficacité de chauffage. Ils ont démontré dans un modèle de souris que les nanoparticules dopées au cobalt s’accumulent dans les tumeurs métastatiques du cancer de l’ovaire après une administration systémique à faible dose, et que lorsqu’elles sont exposées à un champ magnétique alternatif, les particules peuvent monter en température jusqu’à 50 degrés Celsius.
« À notre connaissance, c’est la première fois qu’il est démontré que des nanoparticules magnétiques injectées par voie intraveineuse à une dose cliniquement recommandée sont capables d’augmenter la température des tissus cancéreux au-dessus de 44 degrés Celsius », a déclaré Olena Taratula. « Et nous avons également démontré que notre nouvelle méthode pouvait être utilisée pour la synthèse de diverses nanoparticules noyau-enveloppe. Elle pourrait servir de base au développement de nouvelles nanoparticules à haute performance de chauffage, faisant encore progresser l’hyperthermie magnétique systémique pour le traitement du cancer. »
Les nanoparticules cœur-coquille ont une structure centrale interne et une coque externe constituées de différents composants, a-t-elle déclaré. Les chercheurs s’y intéressent particulièrement en raison des propriétés uniques qui peuvent résulter de la combinaison des matériaux, de la géométrie et de la conception du noyau et de l’enveloppe.
Outre Olena et Oleh Taratula, la collaboration comprenait également les chercheurs du Collège de pharmacie Youngrong Park, Abraham Moses, Peter Do, Ananiya Demessie, Tetiana Korzun, Fahad Sabei, Conroy Sun, Prem Singh, Fahad Sabei et Hassan Albarqi, ainsi que Pallavi Dhagat de l’Oregon State College of Engineering et des chercheurs de l’Oregon Health & Science University.
Plus d’information:
Ananiya A. Demessie et al, Une méthode de décomposition thermique avancée pour produire des nanoparticules magnétiques avec une efficacité de chauffage ultra élevée pour l’hyperthermie magnétique systémique, Petites méthodes (2022). DOI : 10.1002/smtd.202200916