Les chercheurs ont développé un nouveau composé photoactivable amélioré au platine qui tue de manière unique les cellules cancéreuses sans avoir besoin d'oxygène, surmontant ainsi les limites des thérapies anticancéreuses existantes basées sur la lumière. Leur découverte ouvre la voie au développement de la prochaine génération de médicaments anticancéreux. La thérapie photodynamique implique l'introduction d'un agent appelé photosensibilisateur, qui est ensuite activé par une énergie lumineuse d'une longueur d'onde spécifique (généralement un laser ou une diode électroluminescente). Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) générées par l'activation de la lumière peuvent détruire les cellules cancéreuses et déclencher le processus d'apoptose ou de mort cellulaire programmée.
Bien que la thérapie photodynamique se soit révélée être un traitement efficace contre le cancer, l’un des problèmes est qu’elle nécessite la présence d’oxygène pour produire des ROS qui provoquent la mort cellulaire. Étant donné que la plupart des tumeurs solides ont un microenvironnement hypoxique (faible teneur en oxygène), l’efficacité des photosensibilisateurs traditionnels est limitée.
Pour surmonter cette limitation, des chercheurs de la City University de Hong Kong ont développé un nouveau photoactivateur amélioré au platine qui peut tuer efficacement les cellules cancéreuses sans avoir besoin d'oxygène.
La chimiothérapie à base de platine (II) est utilisée pour traiter le cancer depuis de nombreuses années. Cependant, ils sont sujets à des effets secondaires tels que la toxicité et la résistance aux médicaments. Le platine (IV), ou platine (IV), est un médicament brut, ce qui signifie qu'il n'a aucune activité pharmacologique jusqu'à ce qu'il soit métabolisé après avoir pénétré dans les cellules cancéreuses, ce qui le rend plus attrayant car il a une plus grande stabilité et moins d'effets secondaires que les composés du platine (II).
Des études antérieures ont montré que l'ajout de métaux de transition tels que le platine aux photosensibilisateurs peut améliorer l'efficacité des photosensibilisateurs. Par conséquent, les chercheurs ont conjugué des complexes de platine (IV) avec des ligands photosensibles organiques et ont découvert que cela entraînait un effet appelé « photooxydation améliorée par les métaux ». Cette découverte les a amenés à développer une nouvelle classe de photooxydants à base de platine (IV) activés dans le proche infrarouge.
Ils ont injecté le nouveau composé par voie intraveineuse à des souris atteintes de tumeurs. Quatre heures plus tard, ils ont irradié les souris avec une lumière proche infrarouge (NIR) pour activer les photooxydants et ont constaté que le volume de la tumeur avait diminué de 89 % et que le poids de la tumeur avait diminué de 76 %, ce qui indique que les photooxydants de platine (IV) ont un effet suppresseur de tumeur. Alors que les médicaments anticancéreux traditionnels à base de platine provoquent l’apoptose des cellules cancéreuses, les chercheurs ont découvert que leur composé provoquait une forme unique de mort cellulaire.
Guangyu Zhu, l'auteur correspondant de l'étude, a déclaré : « Fait intéressant, nous avons constaté que le « mode de mort » des cellules cancéreuses induit par le photooxyde de platine (IV) est différent de tout autre médicament anticancéreux. « Un mode unique de destruction des cellules cancéreuses est initié par le double effet d'un fort stress oxydatif intracellulaire et d'un pH intracellulaire réduit.
Ils ont observé que le photooxyde de platine (IV) accumulé dans le réticulum endoplasmique des cellules cancéreuses (une plaque tournante pour la synthèse et le transport des protéines), après avoir été activé par la lumière proche infrarouge, peut oxyder les macromolécules biologiques de la cellule sans oxygène, produisant ainsi des ROS, des peroxydes lipidiques et des protons. La désactivation oxydative générée par les ROS et les peroxydes lipidiques détruit des composants importants des cellules cancéreuses, tandis que les protons réduisent le pH intracellulaire et forment un microenvironnement acide défavorable.
De plus, les chercheurs ont observé que le photooxyde de platine (IV) activait le système immunitaire des souris, recrutant et activant les cellules immunitaires. Par rapport au groupe témoin, le nombre de lymphocytes T auxiliaires a été multiplié par 7 et le nombre de lymphocytes T cytotoxiques a été multiplié par 23 après activation par la lumière. Les lymphocytes T cytotoxiques ou tueurs reconnaissent et détruisent directement les cellules cancéreuses, tandis que les lymphocytes T auxiliaires aident à activer les lymphocytes T cytotoxiques.
"En induisant une nécrose atypique, le photooxyde de platine (IV) peut vaincre la résistance des cellules cancéreuses à la thérapie photodynamique traditionnelle et aux médicaments de chimiothérapie, activer le système immunitaire et éliminer efficacement les cellules cancéreuses", a déclaré Zhu. "Ces résultats servent de preuve de concept et suggèrent que le développement de photooxydants basés sur une photooxydation améliorée par des métaux constitue une nouvelle direction prometteuse pour le développement de médicaments anticancéreux à base de métaux."
Les chercheurs prévoient de mener des études précliniques pour caractériser pleinement les propriétés chimiques, biologiques et pharmaceutiques des nouveaux photooxydants platine (IV), dans le but d'identifier des composés pour les essais cliniques.
La recherche a été publiée dans la revue Nature Chemistry.