Source: The Conversation – in French – By Vahé Nerguizian, Professeur titulaire, École de technologie supérieure (ÉTS)
Des bulles invisibles transportent le cancer d’un organe à l’autre. Comprendre ces messagères microscopiques pourrait changer la lutte contre les métastases.
Empêcher un cancer de se propager dans le corps : voilà le défi que s’est donné notre équipe au Département de génie électrique de l’École de technologie supérieure (ÉTS). En collaboration avec la professeure Julia Burnier et des spécialistes en biologie de l’Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill, nous cherchons à comprendre comment les cancers se transforment en métastases, c’est-à-dire comment ils envahissent d’autres organes.
Depuis environ huit ans, mon équipe se penche sur les nanoparticules lipidiques, qui font une taille d’à peine une centaine de nanomètres et qui sont donc invisibles à l’œil nu. Nous cherchons d’abord à comprendre le chemin de la métastase. Ensuite, nous trouvons des façons différentes d’injecter les médicaments dans le corps.
Les nanoparticules lipidiques, comme les liposomes, se distinguent des approches classiques : elles permettent de délivrer les médicaments directement dans les cellules tumorales, ce qui accroît leur efficacité et réduit la toxicité, comparé aux chimiothérapies conventionnelles. Des chercheurs ont démontré que les liposomes ciblent mieux les tumeurs et diminuent les effets secondaires, tandis que d’autres ont observé que ces nanomédicaments améliorent la pénétration et la spécificité du traitement, notamment face aux métastases. Ces résultats confirment que les nanomédicaments peuvent rendre les traitements du cancer plus ciblés, plus efficaces et mieux tolérés.
De minuscules particules responsables de la propagation
Chaque cellule de notre corps, saine ou cancéreuse, libère de minuscules particules appelées vésicules extracellulaires. Ces petites bulles, faites de lipides et de protéines, transportent aussi de l’information génétique. Lorsqu’une cellule cancéreuse libère dans le sang ses vésicules et que ces dernières sont transférées à une cellule saine, elle peut en modifier l’ADN et la transformer à son tour en cellule cancéreuse. C’est ainsi que le cancer se propage vers d’autres organes comme le foie : ce mécanisme est à la base des métastases.
Le problème, c’est qu’il est long et difficile d’extraire et d’étudier ces vésicules naturelles. Pour accélérer la recherche, mon équipe produit donc des copies artificielles appelées liposomes grâce à de petits dispositifs, des micromélangeurs. En mélangeant différentes solutions – des lipides, des protéines, de l’eau et de l’éthanol – notre équipe de recherche crée des particules ressemblant aux vésicules naturelles. Notre défi consiste à comprendre quels sont les lipides et les protéines qui sont contenus dans les vésicules extracellulaires pour produire des liposomes.
Ces liposomes sont ensuite injectés dans des cellules cancéreuses hépatiques pour voir comment elles réagissent. Plus les cellules retiennent ces particules, plus cela prouve que les copies imitent bien la réalité.
Dans une expérience type, les liposomes sont fabriqués avec des paramètres précis afin de reproduire la taille et la charge des vésicules extracellulaires. Ils sont également rendus visibles en les colorant avec un marqueur fluorescent. Ces liposomes sont ensuite incubés avec des cellules cancéreuses, cultivées dans notre laboratoire. Il est ainsi possible de filmer et de mesurer, en temps réel et sans perturber les cellules, comment et à quelle vitesse les liposomes sont absorbés et exprimés par les cellules cancéreuses. Nos résultats montrent que plus les liposomes ressemblent aux vésicules naturelles en taille et en charge, plus ils sont efficacement absorbés. Cela permet de voir comment leur composition chimique et physique influence leur absorption par les cellules et leur rôle possible dans le développement des tumeurs.
Observer le comportement des liposomes
Notre objectif est de pouvoir comprendre comment ces vésicules extracellulaires sont transportées vers les cellules du foie pour y créer des métastases. Notre principal défi est de faire en sorte que ces liposomes puissent imiter vraiment les vésicules extracellulaires.
Nous obtenons actuellement un taux d’efficacité de 50 % pour l’encapsulation des protéines. Nous visons à le faire grimper à 90 %. Nous espérons ainsi expliquer la façon dont sont formées les métastases afin de les bloquer. Une fois la technique peaufinée, notre équipe mènera des tests sur les rats.
À long terme, ces travaux pourraient changer la donne pour de nombreux patients, en empêchant la formation de métastases et en augmentant leurs chances de survie. Notre but : comprendre et bloquer la formation des métastases.
Vers de nouveaux traitements
Notre équipe ne cherche pas seulement à comprendre le processus, mais aussi à développer de nouvelles armes contre le cancer. L’idée est d’utiliser ces liposomes comme de minuscules navettes capables de transporter des médicaments directement vers les cellules cancéreuses. Les diamètres des liposomes diffèrent en fonction de l’organe cancéreux à traiter. Par conséquent, il est très important de bien caractériser et comprendre les propriétés de ces liposomes.
Par exemple, des chercheurs testent actuellement l’encapsulation de curcuma, une molécule étudiée pour ses propriétés anticancéreuses. Notre équipe fait de même pour observer comment les cellules cancéreuses réagissent à ces liposomes. Le curcuma, et plus précisément la curcumine qu’il contient, aide à combattre le cancer en ralentissant la croissance des cellules tumorales et en favorisant leur destruction par le corps. Plusieurs études confirment ses effets anti-inflammatoires et antioxydants, ce qui peut renforcer l’action des traitements contre le cancer. Grâce à l’encapsulation dans des liposomes, nous améliorons la capacité du curcuma à atteindre et cibler les cellules malades.
Outre cette molécule, d’autres molécules comme le paclitaxel sont déjà utilisées dans des traitements anticancéreux sous forme liposomale. Le paclitaxel encapsulé améliore notamment la délivrance du médicament et sa tolérance.
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Il existe aussi des stratégies innovantes utilisant des liposomes pour transporter de petits morceaux d’ADN ou des anticorps qui vont agir comme des messagers, aidant le corps à mieux détecter et combattre les cellules malades. Ces approches sont validées par plusieurs études scientifiques et sont déjà utilisées dans certains traitements du cancer, avec de nouveaux progrès chaque année pour améliorer leur efficacité et leur sécurité.
En reproduisant les vésicules naturelles du corps émanant des cellules cancéreuses par des liposomes, notre équipe espère percer le secret de la propagation du cancer et déterminer les approches efficaces pour la bloquer. Nos recherches ouvrent la voie à des traitements plus ciblés, capables d’empêcher la formation des métastases et d’améliorer les chances de survie des patients.
Vahé Nerguizian a reçu des financements de CRSNG.
– ref. Ces bulles invisibles qui propagent le cancer… et pourraient aider à le stopper – https://theconversation.com/ces-bulles-invisibles-qui-propagent-le-cancer-et-pourraient-aider-a-le-stopper-266453