Ce gel spécialisé pourrait améliorer le traitement du cancer
Les chercheurs développent actuellement un nouvel outil de traitement du cancer: un gel spécialisé capable d'administrer des médicaments combinés directement à la tumeur.
Un problème clé auquel est confrontée la recherche sur le cancer est de savoir comment fournir des thérapies de la manière la plus efficace, ainsi que comment cibler directement les tumeurs, minimiser le caractère invasif et maximiser le succès.
La chimiothérapie utilise des agents chimiques pour cibler et détruire les cellules cancéreuses - ou du moins les empêcher de se multiplier - et c'est l'un des traitements les plus répandus contre le cancer.
Les chercheurs reconnaissent que la chimiothérapie pourrait agir plus efficacement dans certains cas si elle est administrée parallèlement à l’immunothérapie - un type de traitement axé sur le renforcement du système immunitaire du corps, de manière à renforcer les barrières naturelles d’une personne contre le cancer.
Aujourd'hui, des scientifiques basés à la faculté de médecine de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et à l'Université d'État de Caroline du Nord à Raleigh ont expérimenté un nouveau milieu injectable.
L'auteur principal de l'étude Zhen Gu et ses collègues ont développé un «système d'échafaudage bioréactif» - un réseau polymère, semblable à un gel, qui, lorsqu'il est injecté, délivre une combinaison de médicaments de chimiothérapie et d'immunothérapie directement aux tumeurs cancéreuses.
Dans la nouvelle étude, Gu et son équipe ont testé leur milieu de type gel injectable sur des types particuliers de tumeurs cancéreuses: le mélanome B16F10 et le cancer du sein 4T1. Cependant, les chercheurs sont convaincus que le milieu pourrait également être utilisé avec autant de succès sur d'autres types de tumeurs cancéreuses.
Les chercheurs rapportent les résultats de leur étude - menée sur un modèle de souris - dans la revue Médecine translationnelle scientifique.
Milieu innovant pour la thérapie combinée
L'équipe est partie du principe que, dans certains cas, la chimiothérapie et l'immunothérapie fonctionnent mieux ensemble - en particulier si les tumeurs cancéreuses sont d'abord exposées à la chimiothérapie, puis à l'immunothérapie.
En effet, bien que l'immunothérapie puisse être très efficace pour stimuler la réponse du système immunitaire afin qu'elle commence à attaquer les cellules cancéreuses, le système immunitaire pourrait alors également cibler à tort les cellules saines.
Un type d’immunothérapie, par exemple, utilise des médicaments appelés inhibiteurs du point de contrôle immunitaire, qui «bloquent certaines protéines» qui sont parfois utilisées par les cellules cancéreuses comme «bouclier» contre la réponse immunitaire du corps.
Lorsque ces protéines sont bloquées, le système immunitaire peut à nouveau déclencher la mort cellulaire, tuant certaines cellules cancéreuses.
Les inhibiteurs de point de contrôle immunitaire fournissent de meilleurs résultats lorsqu'ils sont associés à la chimiothérapie, de sorte que Gu et son équipe ont développé leur échafaudage bioresponsif pour être en mesure de contenir une combinaison de médicaments de chimiothérapie et d'immunothérapie et de l'administrer directement aux tumeurs primaires.
Grâce à sa franchise, cette approche sera plus efficace et peut aider à réduire l'impact des médicaments sur les tissus sains ailleurs dans le corps.
Une approche thérapeutique intelligente
"Nous avons créé une méthode simple", dit Gu, "pour utiliser la chimiothérapie tout en tirant parti de la biologie de la tumeur et de notre défense naturelle contre les envahisseurs étrangers pour lutter contre le développement de la tumeur avec des effets secondaires limités."
Le milieu se fusionne en une substance semblable à un gel une fois injecté dans le corps, délivrant les agents thérapeutiques directement à la tumeur ciblée.
«L'astuce est que le gel peut se former rapidement à l'intérieur du corps une fois qu'un polymère biocompatible et son agent de réticulation sont mélangés», explique Jinqiang Wang, co-auteur principal de l'étude.
«Nous avons veillé à ce que l'un de ces agents puisse être clivé par des espèces réactives de l'oxygène, ou ROS - un sous-produit chimique naturel du métabolisme cellulaire», ajoute-t-il.
Des niveaux élevés de ROS sont caractéristiques de la plupart des types de cancer, et ils sont connus pour jouer un rôle important dans la croissance tumorale et les métastases.
Par conséquent, étant donné que le ROS est abondant dans les tumeurs cancéreuses, le milieu de type gel - qui est conçu pour se désagréger au contact du ROS - se désintégrerait, permettant aux agents thérapeutiques de faire leur travail.
Les expériences donnent des résultats prometteurs
Avant de l'injecter dans les tumeurs, l'équipe a rempli l'échafaudage bioréactif avec le médicament de chimiothérapie gemcitabine et l'anticorps anti-PD-L1, qui est un agent d'immunothérapie qui bloque la protéine de point de contrôle PD-L1.
Cette protéine est capable de dissuader la réponse immunitaire de déclencher la mort des cellules cancéreuses. Lorsqu'il «rencontrait» le ROS dans les tumeurs cancéreuses, le gel commencerait alors à se désintégrer progressivement, libérant d'abord l'agent de chimiothérapie, puis l'inhibiteur du point de contrôle immunitaire.
«La chimiothérapie cytotoxique peut d'abord tuer certaines cellules cancéreuses et améliorer la sensibilité de la tumeur à la thérapie ICB [blocage du point de contrôle immunitaire], qui stimule ensuite l'efficacité de la thérapie ICB.»
Co-auteur de l'étude Gianpietro Dotti
«Avec la dégradation du gel», ajoute-t-il, «le niveau de ROS dans le site tumoral peut être réduit, ce qui contribue également à inhiber la croissance tumorale.»
Jusqu'à présent, les résultats de l’étude se sont révélés très prometteurs. Lorsqu'il est injecté sur le site d’une tumeur primitive, le gel rend le microenvironnement de la tumeur plus vulnérable aux agents thérapeutiques.
De plus, s'il était injecté au site d'où une tumeur primaire avait été enlevée chirurgicalement, le gel chargé de médicament semblait également empêcher efficacement le cancer de se reproduire.
«En ce qui concerne le potentiel de cette approche, les scientifiques devraient étudier plus avant la biocompatibilité de l'utilisation de l'échafaudage de gel pour un bénéfice clinique», explique Gu, ajoutant: «Pendant ce temps, nous optimiserons les dosages des médicaments combinés ainsi que les fréquences de traitement.»
