​L'intérêt des nanoparticules

La radiothérapie est un traitement clé en oncologie. Environ 50 % de tous les patients atteints de cancer en bénéficient. La dose totale de rayonnement délivrée à la tumeur, ainsi que la tolérance des tissus normaux environnants affectés lors de la session de radiothérapie, influencent grandement son efficacité.

Un intérêt croissant est apparu pour les nanoparticules métalliques contenant des atomes avec un numéro atomique (Z) élevé (en anglais high-Z based nanoparticles) comme potentiels agents radiosensibilisants (en anglais nano-radio-enhancers NRE). “Activées” par le rayonnement utilisé en radiothérapie, elles amplifient localement les effets des radiations. Grâce à leur accumulation spécifique dans les tumeurs solides de par leurs propriétés biologiques (réseau vasculaire important et drainage lymphatique faible principalement), phénomène appelé effet EPR (en anglais pour Enhanced Permeation and Retention), ces nanoparticules radiosensibilisantes permettent en effet d’augmenter l’efficacité de la radiothérapie tout en préservant les tissus sains. 

Les nanoparticules en développement ou pour certaines en essais cliniques contiennent, pour la plupart, de l'or, du gadolinium ou de l’hafnium en raison de leur faible toxicité et de leur fort potentiel d'amplification.  Des chercheurs du laboratoire BioMaps (SHFJ) et de l’Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO) ont démontré in vitro que les NP de platine (Pt) pourraient également être une alternative intéressante. 

Déterminer l'effet EPR

Dans la présente étude (publiée dans Nanomedicine: NBM), ils ont radiomarqué ces nanoparticules à base de Pt et ont utilisé la tomographie par émission de positons (TEP) afin d'analyser leur comportement in vivo. L’objectif était notamment de caractériser l’effet EPR associé. Celui-ci pourrait être très hétérogène entre deux patients, voire entre les différentes lésions tumorales d’un même patient. Sa détermination précise devrait permettre de définir précisément les doses spécifiques de rayonnement ionisant pour une séance d’irradiation et ainsi d’améliorer la sécurité. Ils ont choisi de mener cette étude dans un modèle animal de mélanome^[1], cancer très agressif et difficile à guérir par la thérapie conventionnelle. 

La combinaison des NP de Pt et de l'irradiation a considérablement amélioré l'efficacité de la radiothérapie. L'imagerie TEP a révélé une impressionnante accumulation tumorale des NPs qui peut s'expliquer par leur taille (autour de 30 nm). Cette accumulation, soutenue dans la partie périphérique et hautement proliférante de la tumeur, est d’autant plus bénéfique puisque la prolifération des cellules tumorales est l'une des principales causes d'échec local de la radiothérapie. La persistance des nanoparticules dans la tumeur devrait permettre de réaliser plusieurs séances successives de traitement sans qu'il ne soit nécessaire d'injecter plusieurs fois les nanoparticules. 

Grâce à leur méthode d'imagerie par nano-TEP, les chercheurs de BioMaps et de l’ISMO ont ainsi la possibilité de quantifier l'effet EPR hétérogène. Cette quantification précise de la distribution des nanoparticules doit aider à prédire l'effet des NP pour effectuer une radiothérapie personnalisée et ainsi améliorer la prise en charge des patients. Leur NRE à base de nanoparticules de platine montre des résultats prometteurs en termes de biocompatibilité et d'accumulation dans la tumeur et est adaptée au champ de la théranostique. 

Afin de la rendre attractive, la prochaine étape consistera à corréler les données de pharmacocinétique avec l'efficacité de la radiothérapie in vivo. 

[1] le modèle syngénique B16F10