Nanosciences et cancer : vous êtes-vous déjà posé la question « qu’est-ce qu’une nano-molécule ? »

Dans la nature, le carbone existe à l’état solide sous deux formes cristallines : le graphite et le diamant.

En 1996, le Prix Nobel de chimie a été octroyé à H. Kroto, R. Smalley et R. Curl pour la découverte de molécules très stables, constituées de 60 atomes de carbone, disposées aux sommets d’un polyèdre semi-régulier de 0,7 nm de diamètre formé de 20 hexagones et de 12 pentagones.

Par la suite, des molécules cages plus grosses ont été identifiées et intégrées dans la famille des fullerènes. Elles sont à l’origine du développement des nanosciences.

Les nanotechnologies ont alors connu un développement majeur. Dans le cadre médical, la nano-médecine a permis le développement de nouveaux outils diagnostiques et thérapeutiques.

Les nanoparticules présentent des caractéristiques uniques qui les distinguent des molécules classiques: capacité d'adsorption, de blindage et de transport.

Cependant, de nombreux défis environnementaux et sociétaux, notamment en ce qui concerne leur toxicité, doivent être surmontés.

L'intérêt majeur réside dans le développement de transporteurs ciblés, en raison de leur capacité à encapsuler et à administrer des médicaments. Ces supports offrent plusieurs avantages par rapport à l'administration classique : une protection contre la dégradation, une amélioration de la concentration thérapeutique des composés bioactifs hydrosolubles ou non hydrosolubles, un temps d’action contrôlé, une meilleure biodisponibilité, mais surtout une diminution de la toxicité du principe actif.

De plus, il a été démontré que les nanoparticules sont parfaitement adaptées au ciblage tumoral. Elles ont une capacité à pénétrer dans les néo-vaisseaux sanguins et à s'accumuler dans le tissu tumoral solide en raison de son mauvais drainage lymphatique. Par ailleurs, la furtivité vis-à- vis du système immunitaire, constitue une autre particularité de la chimie de surface des nano-molécules.

Actuellement un nombre important de nanoparticules sont évaluées comme transporteurs (ou carriers) d’anticancéreux. Elles font l'objet d'essais cliniques avec un large éventail d'applications en oncologie. Citons, par exemple, les nano-carriers de poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyValerate) (PHBHV).

Le PHBHV est un polyester naturel produit à partir de sources renouvelables par une grande variété de micro-organismes. Il a été largement testé comme biomatériau implantable dans des études médicales.

La silymarine (extraite des graines de Silybum marianum) est une molécule puissante et prometteuse luttant contre l'apparition et le développement du cancer colo-rectal. Son mécanisme d'action reste à clarifier.

La recherche sur le mécanisme d'action de la silymarine, et de son principal principe actif, la silibinine, a montré sa capacité à interférer avec l'expression de protéines liées à l'apoptose.

Des études in vivo ont montré que l'efficacité de la silymarine dépend de sa concentration thérapeutique et de sa biodisponibilité. Après son administration orale on obtient des concentrations plasmatiques minimales en raison de sa faible solubilité dans l’eau.

Afin d’augmenter la biodisponibilité de la silymarine par encapsulation dans de nouveaux nano-carriers. du PHBHV chargé de silymarine a été testé in vitro sur les cellules HT-29 du cancer colo-rectal, permettant d’obtenir une baisse significative de la viabilité de ces cellules après six heures et après vingt-quatre heures de traitement, tout en confirmant la capacité des nanotransporteurs de PHBHV à pénétrer dans les cellules et à y délivrer le principe actif.

Des nouvelles études sont en cours, axées sur l'exploration des mécanismes d'action des nanoparticules chargées de silymarine contre les cellules cancéreuses.

Sources

• Radu IC, et al. Poly(HydroxyButyrate-co-HydroxyValerate) (PHBHV) Nanocarriers for Silymarin Release as Adjuvant Therapy in Colo-rectal Cancer. Front Pharmacol. 2017;8:508.
• Loiseau A. Les fullèrenes, nouvelle forme de carbone. Pour la science. 2017;481:36.

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