Développement d’un nouveau nanomatériau à base de fer qui élimine sélectivement les cellules cancéreuses

• Un nouveau nanomatériau a été développé à partir d’une structure de framework métal-organique (MOF) à base de fer, capable de déclencher simultanément deux réactions d’oxydation à l’intérieur des cellules cancéreuses
• Ce matériau exploite l’environnement acide des cellules cancéreuses et leur forte concentration en peroxyde d’hydrogène pour générer à la fois des radicaux hydroxyle et de l’oxygène singulet
• Il surmonte les limites des agents de thérapie dynamique chimique (CDT) existants, qui ne produisaient qu’un seul type de radical oxygéné ou présentaient une faible activité catalytique
• Chez la souris, les tumeurs du sein ont été complètement éliminées, et aucune lésion des tissus sains ni effet secondaire n’a été observé
• L’équipe de recherche prévoit de vérifier son efficacité sur d’autres types de cancer, dont le cancer du pancréas, afin d’évaluer son potentiel d’application clinique

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Développement d’un nouveau nanomatériau à base de fer

• Une équipe de l’Oregon State University a conçu un nanomatériau à double réaction d’oxydation qui agit à l’intérieur des cellules cancéreuses
  • Il utilise l’acidité et la concentration en peroxyde d’hydrogène des cellules cancéreuses pour déclencher deux réactions d’oxydation en leur sein
  • Il en résulte une maximisation du stress oxydatif, qui détruit les cellules cancéreuses sans endommager les tissus sains environnants
• Cette étude a été publiée dans la revue Advanced Functional Materials

Progrès de la thérapie dynamique chimique (CDT)

• La CDT est une stratégie thérapeutique qui induit des réactions d’oxydation en exploitant l’environnement chimique particulier des cellules cancéreuses
  • Les cellules cancéreuses présentent une acidité plus élevée et une concentration plus importante en peroxyde d’hydrogène que les tissus normaux
• La CDT classique génère des radicaux hydroxyle, qui oxydent et endommagent les lipides, les protéines et l’ADN dans les cellules
• Plus récemment, des approches de CDT produisant de l’oxygène singulet sont apparues, mais la plupart ne pouvaient générer qu’un seul type de radical oxygéné

Limites des agents de CDT existants et amélioration

• Les agents existants n’aboutissaient qu’à une régression tumorale partielle en raison d’un manque d’activité catalytique et de la production d’une seule espèce oxydante
• Pour résoudre ce problème, l’équipe a conçu une structure MOF à base de fer capable de générer simultanément deux types de radicaux oxygénés
  • Elle produit à la fois des radicaux hydroxyle et de l’oxygène singulet, maximisant ainsi la toxicité pour les cellules cancéreuses
  • Elle a montré une forte toxicité sur plusieurs lignées de cellules cancéreuses, avec très peu d’effet sur les cellules non cancéreuses

Résultats des expériences animales

• Lors d’une administration systémique chez des souris greffées avec des cellules humaines de cancer du sein, le nanomatériau s’est accumulé sélectivement dans les tumeurs
  • Il a généré en grande quantité des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et a complètement éliminé le cancer
  • Aucun effet secondaire ni toxicité systémique n’a été observé
• Dans l’expérience, les tumeurs ont complètement disparu et aucune récidive n’a été constatée

Orientations futures de la recherche

• L’équipe prévoit des expériences supplémentaires, notamment sur des cancers agressifs comme le cancer du pancréas
  • L’objectif est de vérifier l’étendue de l’efficacité sur différents types de cancer
• Cette recherche a bénéficié du soutien du National Cancer Institute (NCI) des États-Unis et du Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development

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Avis sur Hacker News

• J’ai perdu mon frère d’un cancer hier. J’espère que ce genre de recherche pourra un jour sauver des vies. Go Beavs

  • Que la paix soit avec lui et toute votre famille. Quand vous serez prêt, je recommande The Compassionate Friends, une association de soutien pour les frères et sœurs, parents et grands-parents ayant perdu un enfant. J’y suis moi-même bénévole depuis la perte de mon enfant il y a 9 ans
  • Ça me brise le cœur. J’ai vécu la même chose
  • Je suis désolé que vous ayez dû traverser ça. Je parle aussi d’expérience
  • Je vous adresse, à vous et à votre famille, mes plus sincères condoléances. Je vous serre dans mes bras
  • En parlant de « Go Beavs », le castor est aussi la mascotte de Caltech. Il s’appelle Bernoulli the Beaver

• J’espère que ce traitement arrivera vite jusqu’aux patients. Un ami de ma famille a reçu un diagnostic de cancer il y a quelques jours, et on lui a proposé au Canada une aide médicale à mourir au bout de 30 secondes. On lui a proposé de l’aider à mourir avant même qu’il ait eu le temps d’assimiler le diagnostic, sans lui parler de traitement expérimental

  • C’est vraiment horrible
  • Je me demande si vous étiez personnellement présent. Une proposition aussi rapide est difficile à croire

• Le cancer a aussi touché notre famille, et même si les recherches de ces 5 dernières années sont intéressantes, il n’y a pas eu de percée capable de changer fortement les résultats thérapeutiques pour le patient moyen

  • Au contraire, les traitements ont énormément progressé ces 5 dernières années. Par exemple, la commercialisation des thérapies CAR-T, l’extension des indications de Keytruda(lien), la généralisation des biopsies liquides, le passage d’Atezolizumab à une forme injectable, l’introduction du scanner low-dose, etc. La baisse de la mortalité par cancer est aussi très nette(source)
  • Les progrès médicaux sont graduels, donc difficiles à ressentir, mais en réalité l’immunothérapie et les thérapies combinées améliorent régulièrement les taux de survie et la qualité de vie. Cela varie selon le type de cancer, mais c’est encourageant(étude)
  • Cela dit, 5 ans est une période courte pour qu’un nouveau médicament atteigne les essais cliniques. Il faut en moyenne 10 ans jusqu’à l’approbation de la FDA. Les innovations d’aujourd’hui profiteront aux patients de demain
  • Plus qu’une grande percée, c’est l’accumulation de petites améliorations qui compte. Le cancer répète des mutations vieilles de milliers d’années, donc des avancées sur certains types ou stades finissent par améliorer les résultats globaux

• Je suis curieux du mécanisme d’acheminement du MOF. C’est chimiquement intéressant, mais j’aimerais savoir comment il atteint les cellules cancéreuses

  • On dirait que seules les cellules cancéreuses présentent certaines conditions, ce qui conduit à une accumulation naturelle de ce côté-là
  • Les cellules cancéreuses absorbent excessivement les nutriments pour se répliquer rapidement. Comme le fer sert de cofacteur enzymatique, leur en fournir peut provoquer une poussée de croissance, puis on peut détruire les cellules par échauffement localisé via un champ magnétique. Ce type d’approche avait déjà été tenté par le passé avec des nanoparticules d’or

• La véritable source de l’article est une actualité de l’Oregon State University

• L’expérience a été menée sur des souris

  • Oui, sur un modèle où des cellules humaines de cancer du sein ont été greffées à des souris. La nanoformulation s’est accumulée dans la tumeur, a généré des espèces oxydantes et a complètement éliminé le cancer sans effets secondaires
  • Autrement dit, cela a fonctionné chez des souris porteuses de cellules cancéreuses humaines

• J’aimerais qu’on essaie ce type de traitement chez des patients atteints d’un cancer en phase terminale

  • D’accord. Cela dit, les procédures de consentement éthique sont essentielles. Si le patient est trop gravement atteint, il peut être difficile de se rétablir même si le cancer disparaît
  • C’est précisément le rôle des essais cliniques. Tous les médicaments doivent être testés sur l’être humain
  • C’est ainsi que fonctionnent les essais cliniques. Ma mère a elle aussi vécu 10 ans de plus grâce à un essai clinique. La présence d’un groupe placebo est douloureuse, mais indispensable. J’espère que l’IA ou la technologie pourront améliorer ce processus

• Cela ressemble vraiment à une recherche très prometteuse

• Si cela fonctionne, je me demande quel serait le coût par traitement

  • À ce stade du développement, il est impossible de connaître le coût réel. Le prix est fixé selon la valeur de marché par rapport à l’efficacité. Il sera plus bas pour des cancers ayant déjà des traitements existants, et plus élevé pour ceux sans alternative. À terme, on pourrait même voir apparaître une tarification différente selon le type de cancer
  • Je ne sais pas si c’est crédible, mais ce site vend du nano-fer comme complément à 40 dollars les 0,5 litre. En revanche, la formule « eau énergisée » ne m’inspire pas confiance
  • La synthèse des MOF fait partie des nanomatériaux relativement plus faciles à produire à grande échelle
  • Le coût varie selon les pays. Lorsque les frais médicaux sont subventionnés ou couverts par l’assurance, le reste à charge pour le patient est presque nul

• L’administration ciblée des anticancéreux est un problème extrêmement difficile. Qu’il s’agisse de faisceaux de radiothérapie ou de chimiothérapies liées à des anticorps, rien n’est simple. La chimiothérapie classique expose tout l’organisme à la toxicité, mais les cellules cancéreuses meurent plus vite. Si l’on pouvait attaquer uniquement les cellules cancéreuses par administration systémique, ce serait une percée révolutionnaire