Cellules souches cancéreuses détruites par des nanoparticules remplies de médicaments

Une équipe de scientifiques a mis au point des nanoparticules porteuses de médicaments capables de détecter et de tuer les cellules souches cancéreuses, un petit groupe de cellules rares pouvant se cacher dans les tissus et provoquer le cancer plusieurs années après le traitement des tumeurs.
Les chercheurs peuvent utiliser des nanoparticules chargées de médicaments pour cibler directement les cellules souches cancéreuses.

Dans un article publié dans la revue Thérapeutique du cancer moléculaireDes chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign expliquent comment ils ont mis au point des nanoparticules capables de rechercher et de conserver une protéine appelée CD44, qui se trouve uniquement à la surface des cellules souches cancéreuses.

Les chercheurs ont chargé les nanoparticules d'un médicament qui, en désactivant certains gènes dans les cellules souches cancéreuses, désactivait leur «endurance» de sorte qu'elles ne pourraient plus se développer en nouvelles cellules cancéreuses. Le médicament, appelé niclosamide, est un médicament d’ordonnance couramment utilisé dans le monde entier pour traiter l’infection du ver solitaire.

"Au mieux de nos connaissances", déclare l'investigateur principal Dipanjan Pan, professeur de bioingénierie, "il s'agit de la première démonstration de la thérapie ciblant les cellules souches du cancer avec une nanoparticule".

Cellules souches cancéreuses et «souches»

Les cellules souches constituent un groupe remarquable de cellules indifférenciées capables de se spécialiser dans d'autres types de cellules. Ils sont différents des autres cellules en ce sens qu'ils peuvent se renouveler en se divisant, même s'ils sont inactifs depuis longtemps.

Les cellules souches cancéreuses sont également des cellules souches capables de se reconstituer par division et de se différencier en d'autres types de cellules - sauf que, dans leur cas, elles produisent des cellules qui forment des tumeurs.

Comme ils ont été trouvés dans plusieurs types de tumeurs cancéreuses chez les patients, les chercheurs s’y intéressent de plus en plus en tant que cibles de nouveaux traitements contre le cancer.

La tiges est la caractéristique unique des cellules souches qui leur permet de se reconstituer par division, de devenir des types de cellules différenciés et d'interagir avec leur environnement de manière à ce qu'elles restent dormantes ou progressent vers le cancer.

En raison de leur endurance, il ne faut "qu'une ou deux" cellules souches cancéreuses pour se cacher dans les tissus et "ensemencer une nouvelle tumeur", même longtemps après le traitement de la tumeur d'origine.

Pour réduire considérablement, voire éliminer, le risque de récidive du cancer, les scientifiques et les médecins doivent non seulement trouver ces cellules rares, mais les traiter, explique le professeur Pan.

La nanotechnologie «travaille à l'échelle de la biologie»

La nanotechnologie se révèle être un outil très utile en médecine car elle fonctionne à l’échelle à laquelle «une grande partie de la biologie se produit».

Il fournit des outils un million de fois plus petits qu'une fourmi et peut manipuler des matériaux au même niveau que la machinerie des cellules et même de leur ADN. A titre d'exemple, le diamètre d'un brin d'ADN est d'environ 2 nanomètres.

Un groupe de gènes appelé "transducteur de signal et activateur de transcription", ou gènes STAT, codent pour un groupe de protéines cellulaires qui, lorsqu'elles reçoivent certains signaux, peuvent pénétrer dans le noyau cellulaire.

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Une fois à l'intérieur du noyau de la cellule, les protéines STAT se lient à certaines parties de son ADN, où elles se mettent à activer ou désactiver d'autres gènes.

STAT3 est un membre particulier de la famille de gènes STAT qui joue un rôle dans de nombreux processus cellulaires, notamment la croissance cellulaire, la division, le mouvement, l'autodestruction ou l'apoptose.

Les nanoparticules de drogue ciblent les cellules souches cancéreuses

Dans leur étude, le professeur Pan et ses collègues expliquent que les chercheurs sur le cancer s’intéressent à STAT3 en tant que cible pour de nouveaux traitements. Ils notent également qu'il existe des preuves que les protéines STAT ont également été liées aux cellules souches du cancer du sein.

Ils continuent en expliquant comment ils ont développé et testé une nouvelle manière de «cibler sélectivement» les cellules souches cancéreuses dans les tumeurs traitées et d'éteindre certains gènes «en aval» de STAT3 pour désactiver leur développement.

Le système de délivrance ciblé comprenait une nanoparticule chargée de niclosamide qui se trouvait sur une protéine appelée CD44, située à la surface des cellules souches du cancer du sein.

Après avoir effectué des expériences sur des cellules en culture et sur des souris vivantes, l’équipe a découvert que les nanoparticules médicamenteuses désactivaient STAT3, faisaient perdre leur endormissement aux cellules souches cancéreuses et réduisaient de manière significative leur capacité à provoquer le cancer. le corps - un processus appelé métastase.

Ils ont également constaté que la croissance des cellules cancéreuses diminuait, tant dans les cultures que chez les souris.

L'équipe espère que cette approche novatrice sera accessible et peu coûteuse, car elle utilise des nanoparticules faciles à fabriquer avec un médicament déjà approuvé.

"Nous avons volontairement utilisé un médicament extrêmement bon marché. Il est générique et nous pouvons le produire en masse à très grande échelle. Les nanoparticules sont un polymère que nous pouvons fabriquer à grande échelle - il est hautement défini et cohérent, nous savons donc exactement ce que nous sommes le reste du processus est juste auto-assemblage ".

Prof. Dipanjan Pan