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

---

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