Des scientifiques de Skoltech, MIPT, Prokhorov General Physics Institute of RAS et un certain nombre d’autres centres de recherche ont montré que les microbulles constituées d’une protéine appelée albumine sont des véhicules efficaces pour l’administration d’agents photodynamiques – des médicaments utilisés dans une thérapie anticancéreuse avancée qui évite de nombreux effets secondaires associés à la chimiothérapie et à la radiothérapie. Les découvertes sont rapportées dans Colloïdes et Surfaces B : Biointerfaces.
« La thérapie photodynamique consiste à injecter un composé photosensibilisant dans la circulation sanguine et à éclairer la tumeur avec une lumière dont la longueur d’onde correspond au composé, soit à travers la peau, soit avec un endoscope. Une fois l’énergie lumineuse absorbée par l’agent sensibilisant, cela donne lieu à des radicaux libres et à un forme agressive d’oxygène, qui tue les cellules de manière très ciblée dans la région exposée à la lumière », a déclaré le chercheur principal de l’étude, le professeur Dmitry Gorin de Skoltech Photonics.
L’auteur principal de l’article, Roman Barmin, diplômé de Skoltech MSc, a déclaré: «Ce que nous avons fait dans cette étude, c’est que nous avons montré sur deux agents photosensibilisants populaires que les lier à l’albumine, une protéine sérique bovine, entraîne leur plus grande photoactivité et fouetter le conjugué protéine-médicament dans les bulles entraîne une augmentation encore plus grande de l’efficacité. Cela pourrait être utilisé pour faire progresser la thérapie photodynamique du cancer.
L’équipe a utilisé deux agents photosensibilisants commerciaux dans l’expérience, démontrant la liaison covalente de l’albumine pour la phtalocyanine de zinc et la liaison électrostatique pour la phtalocyanine d’aluminium. Le premier est un agent cliniquement approuvé pour la thérapie photodynamique, le second est en cours d’essais cliniques. « Fouetter » les bulles d’air impliquait en fait d’exposer la solution de phtalocyanine-albumine à des ultrasons à une fréquence et à une température appropriées.
« Alors que la livraison de microbulles est, en général, une approche populaire, cette étude est la première à utiliser des bulles d’albumine dans le contexte de la thérapie photodynamique et à travailler avec les deux phtalocyanines que nous avons envisagées », a noté Barmin. « L’idée derrière la livraison de microbulles est que la coque d’une bulle d’air peut emballer de manière dense les molécules d’agents photodynamiques, et les bulles peuvent être facilement » éclatées « par ultrasons médicaux de manière contrôlée pour libérer le médicament. »
Les tests ont indiqué que l’administration de l’agent aux cellules était réussie. « Notre prochain objectif est une compréhension plus approfondie des interactions microbulles-cellules pour améliorer les performances thérapeutiques », a ajouté Gorin.
Après avoir étudié les propriétés des microbulles, l’équipe est parvenue à la conclusion que les microbulles conjuguées à des agents photodynamiques présentent un profil de propriétés physicochimiques amélioré : les bulles conservent le même diamètre moyen que leurs homologues sans phtalocyanine (utilisées en imagerie ultrasonore), ce qui est favorable au contrôle de leur les performances, et en même temps la concentration des bulles et la stabilité au stockage sont plus élevées.
« La question suivante était : les microbulles augmenteront-elles l’efficacité des agents photodynamiques qu’elles délivrent ? » dit Barmine. « Nos collègues de l’Institut de physique générale de Prokhorov ont mis au point une technique utilisant une suspension de globules rouges pour tester exactement cela. Le résultat était clair : pour les deux agents, le complexe phtalocyanine-albumine s’est avéré plus efficace que les phtalocyanines simples, et l’administration de microbulles a encore stimulé le médicament. photoactivité. Cela résulte de l’emballage dense de la molécule dans la coque de la microbulle. »
La thérapie photodynamique du cancer est l’un des moyens par lesquels les microbulles et les ultrasons quittent le domaine de la technologie médicale strictement diagnostique et trouvent des applications dans le traitement.
Plus d’information:
Roman A. Barmin et al, Microbulles d’albumine conjuguées à des colorants de phtalocyanine de zinc et d’aluminium pour une activité photodynamique améliorée, Colloïdes et Surfaces B : Biointerfaces (2022). DOI : 10.1016/j.colsurfb.2022.112856