Composées d'oxyde de fer et enrichies de cobalt (un procédé appelé dopage pour modifier les propriétés du matériau), ces nanoparticules présentent une efficacité thermique exceptionnelle sous l'influence d'un champ magnétique alternatif.
Lorsque ces particules s’accumulent dans les tissus cancéreux après avoir été injectées par voie intraveineuse, elles peuvent rapidement augmenter la température, affaiblissant ou détruisant les cellules cancéreuses.
L'étude sur le modèle de souris, publiée dans Advanced Functional Materials, fait partie des recherches en cours sur la nanomédecine menées par les scientifiques de l'OSU College of Pharmacy.
Les nanoparticules sont des substances aussi petites qu’un milliardième de mètre qui possèdent des propriétés particulières en raison de leur petite taille et de leur rapport surface/volume élevé.
Les nanoparticules magnétiques ont montré un potentiel anticancéreux depuis des années, affirment les scientifiques, mais actuellement, l'hyperthermie magnétique ne peut généralement être utilisée que chez les patients dont les tumeurs sont accessibles via une aiguille hypodermique, c'est-à-dire si les particules peuvent être injectées directement dans le cancer.
"Actuellement, les températures thérapeutiques requises pour les nanoparticules magnétiques (au-dessus de 44 degrés Celsius) ne peuvent être atteintes que par injection directe", a déclaré le professeur de pharmacie Oleh Taratula. "Et l'efficacité de chauffage de ces nanoparticules n'est que modérée, ce qui signifie que vous devez maintenir une concentration plus élevée de nanoparticules dans la tumeur (supérieure à ce qui est généralement obtenu avec une administration systémique) pour générer suffisamment de chaleur."
Taratula et ses collègues de l'Université d'État de l'Oregon, de l'Université de la santé et des sciences de l'Oregon et de l'Indian Institute of Technology Mandi ont utilisé une nouvelle méthode de décomposition thermique, qu'ils ont appelée processus en deux étapes d'ensemencement et de croissance, pour créer des nanoparticules d'oxyde de fer dopées au cobalt sous la forme d'une bipyramide cubique. Leur article est le premier rapport sur de telles nanoparticules ayant une forme spécifique.
"Ces nanoparticules présentent une étonnante capacité à chauffer rapidement, atteignant 3,73 degrés Celsius par seconde sous un champ magnétique alternatif", a déclaré Prem Singh, chercheur postdoctoral à l'École de pharmacie. "C'est deux fois la performance de chauffage de nos nanoparticules d'oxyde de fer dopées au cobalt publiées précédemment."
Cela signifie que les patientes atteintes d'un cancer de l'ovaire peuvent recevoir une injection intraveineuse et voir leurs tumeurs cesser de croître après un traitement par champ magnétique non invasif de 30 minutes. Les chercheurs ont noté que des traitements brefs peuvent améliorer le confort et l’observance du patient.
Les peptides ciblant le cancer aident les nanoparticules à s'accumuler dans les tumeurs, et comme l'efficacité thermique des particules est si élevée, la concentration nécessaire de nanoparticules peut être obtenue sans doses élevées, limitant ainsi la toxicité et les effets secondaires.
Olena Taratula, professeure agrégée de pharmacie à l'université d'État de l'Oregon, a déclaré : « C'est la première fois qu'il est démontré que des nanoparticules injectées par voie systémique chauffent les tumeurs à plus de 50 °C, dépassant largement le seuil thérapeutique de 44 °C pour un traitement efficace à des doses cliniquement pertinentes.
Compilé à partir de /ScitechDaily