Université de Franche-Comté

L’alliance du fer et de l’or pour lutter contre le cancer

Il travaille à partir d’or, connu pour ses propriétés radiosensibilisantes. Elle étudie le fer et ses effets thermiques sur les cellules. Ensemble, ils élaborent des nanoparticules susceptibles de renforcer l’efficacité des traitements anticancéreux, tout en réduisant leur toxicité. Rana Bazzi et Stéphane Roux sont tous deux chercheurs en chimie à l’Institut UTINAM, et enseignants à l’université de Franche-Comté. « Nous savons depuis plusieurs années que l’action radiosensibilisante des particules d’or rend les cellules cancéreuses plus réceptives aux radiothérapies », explique Stéphane Roux.

Une radiothérapie plus efficace

Une action rendue possible grâce à la porosité des vaisseaux sanguins irriguant les tumeurs solides, favorisant à cet endroit l’accumulation des nanoparticules : les nanoparticules franchissent allègrement barrière sanguine, alors que leur diamètre ne leur permet pas de s’échapper des autres vaisseaux, ce qui constitue à l’inverse une garantie de protection pour les cellules saines. L’accumulation préférentielle permet alors d’exploiter les propriétés des nanoparticules pour imager et traiter la zone tumorale. Des tests d’hyperthermie magnétique récemment effectués sur des rongeurs apportent par ailleurs la preuve des propriétés de nanofleurs d’oxyde de fer, nanostructures résultant de l’assemblage contrôlé de nanoparticules sphériques, pour augmenter la température dans la tumeur.
« Sous l’effet d’un champ magnétique opérant à distance, l’oxyde de fer provoque un échauffement local fragilisant les cellules cancéreuses, qui deviennent d’autant plus sensibles aux traitements », explique Rana Bazzi. Rendue à double titre plus efficace, la radiothérapie pourrait être reconsidérée en termes de dosage, un intérêt d’autant plus important qu’un traitement lourd peut provoquer l’apparition de nouvelles tumeurs, des années après son administration.

Mesurer l’élimination des particules dans l’organisme

Les chercheurs étudient parallèlement les phénomènes d’élimination des particules dans l’organisme, d’une part pour évaluer d’éventuels risques de toxicité, et d’autre part pour assurer une plus grande viabilité au procédé. « Les praticiens ont besoin d’un laps de temps suffisant, après l’injection des nanoparticules, pour mettre en place le protocole de radiothérapie. Les particules doivent donc rester suffisamment longtemps dans l’organisme. » L’or n’est pas biodégradable, mais il est facilement éliminé par le rein, car sa taille est limitée à 7 nm. Les particules d’oxyde de fer, de 20 à 30 nm, ne peuvent pas être éliminées, mais sont biodégradables. Il convient de jouer sur les deux tableaux pour trouver un point d’équilibre, une combinaison efficace pour retarder l’élimination de l’or.

Les premiers ajustements ont permis de passer de 20 min à 5 h, voire 7 h, de présence de l’or dans la zone tumorale, et de meilleurs résultats encore sont espérés. « L’effet sensibilisant d’un élément chimique augmente avec son numéro atomique », rappellent les chercheurs. Ainsi l’or, portant le n°79, présente des propriétés supérieures à celles d’un autre radiosensibilisant, le gadolinium, affichant le n°64. Mais leurs performances, sous la forme de nanoparticules de taille similaire, sont en réalité pour l’instant comparables, car le gadolinium reste plus longtemps que l’or dans l’organisme, avant d’en être éliminé.

L’or sert également de marqueur pour un suivi par imagerie. « On vérifie ainsi que les particules se trouvent bien dans la zone d’intérêt, et on détermine le moment le plus adéquat pour appliquer le traitement par radiothérapie. Car les cancers sont tous différents et les zones à traiter variables. » Les travaux de recherche menés par Stéphane Roux et Rana Bazzi s’inscrivent dans le cadre de projets ANR et I-SITE, et sont soutenus par le Cancéropôle du Grand Est et par la Région Bourgogne – Franche-Comté.

Cet article fait partie du dossier « Atomes savamment organisés : les éléments chimiques sont au cœur de nombreuses recherches… » consultable ici.

Crédit photo : © starline on Freepik

Contact :
Institut UTINAM
UFC / CNRS
Rana Bazzi / Stéphane Roux
Tél. +33 (0)3 81 66 62 94 / 62 99
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