Des nanorobots réduisent de 90 % les tumeurs de la vessie

Dans l’objectif constant d’améliorer les traitements contre le cancer de la vessie, une équipe de chercheurs a fait une découverte remarquable. En utilisant des nanorobots propulsés par l’urée présente dans l’urine, ils ont réussi à cibler précisément les tumeurs et à les attaquer avec un radio-isotope porté sur leur surface.

Une nouvelle approche pour traiter le cancer de la vessie

Le cancer de la vessie est l’un des cancers les plus courants chez les hommes, avec un taux d’incidence élevé à l’échelle mondiale. Malgré un taux de mortalité relativement faible, près de la moitié des tumeurs de la vessie réapparaissent dans les 5 ans, nécessitant une surveillance continue des patients. Les visites fréquentes à l’hôpital et la nécessité de traitements répétés contribuent à faire de ce type de cancer l’un des plus coûteux à soigner.

Les traitements actuels, qui impliquent l’administration directe de médicaments dans la vessie, montrent de bons taux de survie, mais leur efficacité thérapeutique reste faible. Une alternative prometteuse implique l’utilisation de nanoparticules capables de délivrer des agents thérapeutiques directement à la tumeur. En particulier, les nanorobots – des nanoparticules dotées de la capacité de se propulser dans le corps – sont remarquables.

Des nanorobots propulsés par l’urée

Ces minuscules nanomachines sont constituées d’une sphère poreuse en silice. Leur surface porte divers composants ayant des fonctions spécifiques. Parmi eux, l’enzyme uréase, une protéine qui réagit avec l’urée présente dans l’urine, permettant à la nanoparticule de se propulser. Un autre composant crucial est l’iode radioactif, un radio-isotope couramment utilisé pour le traitement localisé des tumeurs.

La recherche, dirigée par l’Institut de bioingénierie de Catalogne (IBEC) et le CIC biomaGUNE en collaboration avec l’Institut de recherche en biomedicine (IRB Barcelona) et l’Université autonome de Barcelone (UAB), ouvre la voie à des traitements innovants du cancer de la vessie. Ces avancées visent à réduire la durée de l’hospitalisation, ce qui implique des coûts plus faibles et un meilleur confort pour les patients.

Une efficacité remarquable

« Avec une seule dose, nous avons observé une diminution de 90% du volume de la tumeur. C’est nettement plus efficace étant donné que les patients atteints de ce type de tumeur ont généralement entre 6 et 14 rendez-vous à l’hôpital avec les traitements actuels. Une telle approche de traitement améliorerait l’efficacité, réduirait la durée de l’hospitalisation et les coûts de traitement », explique Samuel Sánchez, professeur de recherche ICREA à l’IBEC et leader de l’étude.

La prochaine étape, déjà en cours, consiste à déterminer si ces tumeurs réapparaissent après le traitement. Dans des recherches précédentes, les scientifiques ont confirmé que la capacité d’auto-propulsion des nanorobots leur permettait d’atteindre toutes les parois de la vessie. Cette caractéristique est avantageuse par rapport à la procédure actuelle où, après l’administration du traitement directement dans la vessie, le patient doit changer de position toutes les demi-heures pour s’assurer que le médicament atteint toutes les parois.

Une accumulation spécifique dans la tumeur

Cette nouvelle étude va plus loin en démontrant non seulement la mobilité des nanoparticules dans la vessie, mais aussi leur accumulation spécifique dans la tumeur. Cette réalisation a été rendue possible par diverses techniques, dont l’imagerie médicale par tomographie par émission de positons (PET) des souris, ainsi que des images de microscopie des tissus retirés après l’achèvement de l’étude.

« Le système optique innovant que nous avons développé nous a permis d’éliminer la lumière réfléchie par la tumeur elle-même, nous permettant d’identifier et de localiser les nanoparticules dans tout l’organe sans marquage préalable, à une résolution sans précédent. Nous avons observé que les nanorobots non seulement atteignaient la tumeur, mais aussi y pénétraient, améliorant ainsi l’action du radiopharmaceutique », explique Julien Colombelli, responsable de la plateforme de microscopie numérique avancée à l’IRB Barcelona.

Vers de nouvelles perspectives

Les résultats de cette étude ouvrent la porte à l’utilisation d’autres radio-isotopes ayant une plus grande capacité à induire des effets thérapeutiques mais dont l’utilisation est restreinte lorsqu’ils sont administrés systémiquement.

« L’administration localisée des nanorobots portant le radio-isotope réduit la probabilité de générer des effets indésirables, et la forte accumulation dans le tissu tumoral favorise l’effet radiothérapeutique », ajoute Jordi Llop, chercheur au CIC biomaGUNE et co-auteur de l’étude.

La technologie sous-jacente à ces nanorobots, que Samuel Sánchez et son équipe développent depuis plus de sept ans, a récemment été brevetée et sert de base à Nanobots Therapeutics, une spin-off de l’IBEC et de l’ICREA créée en janvier 2023. L’entreprise, fondée par Sánchez, fait le pont entre la recherche et l’application clinique : « Obtenir un financement solide pour la spin-off est crucial pour continuer à faire avancer cette technologie et, si tout se passe bien, la mettre sur le marché et dans la société. En juin, juste 5 mois après la création de Nanobots Tx, nous avons réussi à clôturer le premier tour de financement, et nous sommes enthousiastes pour l’avenir », souligne pour conclure Samuel Sánchez .

En synthèse

La recherche sur les nanorobots propulsés par l’urée représente une avancée significative dans le traitement du cancer de la vessie. Ces dispositifs microscopiques offrent une méthode de traitement ciblée qui pourrait réduire considérablement la taille des tumeurs, améliorer l’efficacité thérapeutique et diminuer les effets secondaires. Bien que les résultats préliminaires chez la souris soient prometteurs, des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer l’efficacité et la sécurité de cette technologie chez l’homme.

Pour une meilleure compréhension

Qu’est-ce que le cancer de la vessie et pourquoi est-il difficile à traiter ?

Le cancer de la vessie est un type de tumeur fréquent, en particulier chez les hommes. Il est difficile à traiter en raison de sa tendance à réapparaître, nécessitant une surveillance et des traitements répétés, ce qui en fait l’un des cancers les plus coûteux à gérer.

Comment fonctionnent les nanorobots propulsés par l’urée ?

Les nanorobots sont des particules microscopiques qui utilisent l’enzyme uréase pour réagir avec l’urée dans l’urine, ce qui leur permet de se propulser et de cibler les tumeurs de la vessie, où ils délivrent un radio-isotope pour attaquer la tumeur.

Quels sont les avantages potentiels de l’utilisation des nanorobots ?

Les nanorobots pourraient offrir une méthode de traitement plus efficace, avec moins d’effets secondaires et une réduction des coûts et de la durée des hospitalisations, grâce à leur capacité à cibler spécifiquement les tumeurs.

Quelles sont les prochaines étapes avant que cette technologie puisse être utilisée ?

Les prochaines étapes comprennent des études supplémentaires pour confirmer l’efficacité et la sécurité des nanorobots, ainsi que des essais cliniques pour tester leur utilisation chez l’homme.

Quel est le rôle de la spin-off Nanobots Therapeutics ?

Nanobots Therapeutics a été créée pour développer et commercialiser la technologie des nanorobots, en agissant comme un pont entre la recherche et l’application clinique, et en cherchant des financements pour avancer vers des essais cliniques.

Références

Légende illustration : Image de l’accumulation de nanorobots à l’intérieur de la tumeur obtenue au microscope (IBEC)

Cristina Simó, Meritxell Serra-Casablancas, Ana C. Hortelao, Valerio Di Carlo, Sandra Guallar-Garrido, Sandra Plaza-García, Rosa Maria Rabanal, Pedro Ramos-Cabrer, Balbino Yagüe, Laura Aguado, Lídia Bardia, Sébastien Tosi, Vanessa Gómez-Vallejo, Abraham Martín, Tania Patiño, Esther Julián, Julien Colombelli, Jordi Llop, Samuel Sánchez. Radionuclide therapy with accumulated urease-powered nanobots reduces bladder tumor size in an orthotopic murine model. Nature Nanotechnology (2023). DOI: 10.1038/s41565-023-01577-y