Des stratégies de nanoparticules visent à améliorer l'administration des médicaments anticancéreux

Des études récentes publiées dans Nature Materials, le Journal of the American Chemical Society et le Journal of Controlled Release décrivent de nouvelles stratégies à base de nanoparticules pour améliorer l'administration des médicaments anticancéreux, notamment la modulation du microbiote, les vaccins à ARNm et les nanoparticules lipidiques modifiées. Ces approches visent à augmenter l'accumulation des médicaments dans les tumeurs, à réduire les effets secondaires et à surmonter la résistance aux médicaments.

Dans une étude menée par des chercheurs du University of Texas MD Anderson Cancer Center, le remodelage du microbiote intestinal par une courte cure de l'antibiotique metronidazole a approximativement doublé la durée de circulation de la chimiothérapie à base de nanoparticules, augmenté l'accumulation du médicament dans les tumeurs et amélioré la survie dans plusieurs types de cancer sur des modèles précliniques. Les bactéries intestinales envoient des signaux chimiques aux cellules de Kupffer du foie via les acides biliaires ; lorsque la metronidazole a réduit certaines bactéries intestinales, les taux d'acides biliaires ont chuté, ce qui a amené les cellules de Kupffer à passer dans un état « quiescent » et à éliminer moins de particules de nanomédecine. La transplantation de microbiote fécal a confirmé que l'effet était dû au microbiote lui-même plutôt qu'à un antibiotique résiduel. La metronidazole est déjà approuvée par la Food and Drug Administration.

Une étude du RCSI University of Medicine and Health Sciences a fourni la première preuve de concept préclinique d'un vaccin à ARNm ciblant le neuroblastome, la forme la plus mortelle de cancer chez l'enfant. Le vaccin utilise des nanoparticules peptidiques auto-assemblées pour délivrer un ARNm qui entraîne le système immunitaire à reconnaître la Glypican 2 (GPC2), une protéine fortement exprimée sur les cellules de neuroblastome. Dans les modèles précliniques, le vaccin a réduit la taille des tumeurs de 70 % et retardé le développement des tumeurs de 10 à 11 jours. Le neuroblastome représente 15 % de tous les décès par cancer chez l'enfant, et 80 % des patients à haut risque répondent peu aux traitements standard.

Des chercheurs de l'université d'Adélaïde ont développé un « véhicule d'administration » hybride à base de nanoparticules composé de lipides et de polymères qui encapsule le médicament contre le cancer du poumon RB-012. Les nanoparticules ont augmenté la biodisponibilité du médicament de plus de 30 fois tout en réduisant l'exposition des organes sains. Lors des tests précliniques, le médicament délivré par nanoparticules a montré des effets de destruction tumorale plus forts que le médicament seul. La recherche a été financée par Cancer Council SA et Tour de Cure.

Une équipe internationale dirigée par l'université de Tohoku a conçu des nanoparticules d'acides aminés poreuses qui libèrent séquentiellement l'inhibiteur de P-gp, la quinidine, avant le médicament anticancéreux doxorubicin, désactivant ainsi le mécanisme d'efflux du médicament à l'origine de la résistance à plusieurs médicaments. Combinée à une thérapie photothermique utilisant une lumière laser proche infrarouge, l'approche a permis une élimination complète de la tumeur et une survie de 100 % dans un modèle murin de cancer résistant aux médicaments, sans toxicité détectable pour les tissus normaux. Ces résultats ont été publiés dans le Journal of Controlled Release.

Deux études de l'université de Pennsylvanie ont redessiné des nanoparticules lipidiques (LNP) pour améliorer l'administration d'ARNm. Dans une étude publiée dans le Journal of the American Chemical Society, des chercheurs ont ajouté des anneaux aromatiques au lipide ionisable pour créer des « aroLNPs ». Les aroLNPs les plus performants ont délivré dix fois moins d'ARNm au foie que la formulation de LNP utilisée dans le vaccin contre la COVID-19 de Moderna, tout en maintenant l'administration aux ganglions lymphatiques, augmentant ainsi le rapport ganglions/foie de cinq à dix fois. Ils ont généré des réponses en anticorps comparables à celles des formulations cliniquement approuvées et n'ont provoqué que des augmentations minimes des cytokines inflammatoires systémiques. Dans une étude distincte publiée dans Nature Materials, des chercheurs ont utilisé des agents de réticulation à base d'imidoester pour créer le lipide C12-2aN, qui a reprogrammé le métabolisme des cellules dendritiques en augmentant la glycolyse et la production de lactate. Par rapport à une formulation approuvée par la FDA, ces LNP ont délivré plus de trois fois plus d'ARNm aux ganglions lymphatiques qu'au foie, ont réduit les marqueurs inflammatoires dans la circulation sanguine et ont provoqué des augmentations plus faibles de la température corporelle chez la souris.

Ces résultats indiquent que l'ingénierie des nanoparticules peut améliorer à la fois l'administration et la tolérance des thérapies anticancéreuses, et que ces approches pourraient s'étendre à d'autres applications telles que les vaccins et les traitements des maladies auto-immunes.