Des chercheurs japonais ont mis au point un système de nanoclusters d’or capable de transporter deux composants d’un médicament dans un ratio contrôlé, optimisant ainsi l’effet destructeur sur les cellules cancéreuses. Le médicament actif reste masqué jusqu’à ce qu’une lumière rouge déclenche sa libération, minimisant les dommages collatéraux aux cellules saines proches de la tumeur.
Activation des médicaments anticancéreux par la lumière
Une méthode prometteuse pour traiter le cancer consiste à utiliser la lumière pour activer les médicaments anticancéreux directement à l’intérieur des tumeurs. Kenji Watanabe, du Centre de recherche sur la dynamique des biosystèmes de RIKEN, explique que cette approche devrait réduire les effets secondaires indésirables, car la lumière est dirigée uniquement sur la tumeur, épargnant ainsi les cellules saines environnantes.
Les scientifiques ont travaillé sur le développement de médicaments anticancéreux potentiels masqués par des groupes chimiques appelés indolizines. Lorsqu’ils sont exposés à une lumière rouge en présence d’une molécule appelée photosensibilisateur, l’indolizine se décompose pour libérer le médicament actif.
Défis initiaux et solutions innovantes
Les premiers tests en cellules ont révélé que les faibles concentrations d’indolizine et de photosensibilisateur rendaient difficile le déclenchement efficace de la libération du médicament par la lumière. «Nous avons donc cherché un système de transport pour réunir ces deux composants», explique Kenji Watanabe. «Cela nous a conduit à explorer les nanoclusters d’or.»
Le plan consistait à utiliser des groupes de connexion chimiques dédiés pour attacher les composants indolizine et photosensibilisateur aux surfaces des nanoclusters d’or. Cependant, deux défis majeurs devaient être surmontés : les méthodes de synthèse conventionnelles génèrent des nanoclusters d’or avec un mélange incontrôlé des deux groupes de connexion, et les conditions relativement sévères peuvent endommager l’un des groupes de connexion.
Pour surmonter ces défis, l’équipe a combiné les deux groupes de connexion chimiques en une seule entité chimique, puis a développé une méthode douce pour les attacher aux surfaces des nanoclusters d’or. «Cette stratégie nous a permis de réaliser une distribution uniforme des deux groupes de connexion sur la surface des particules», précise Watanabe.
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Résultats prometteurs et perspectives futures
Une fois les composants indolizine-masqués et le photosensibilisateur attachés, les nanoclusters d’or résultants ont montré une toxicité négligeable pour les cellules dans l’obscurité. «Mais sous irradiation avec une lumière rouge, les nanoclusters ont montré une toxicité significative contre les cellules cancéreuses», ajoute Watanabe.
«Ce travail fournit une base prometteuse pour le développement de nouveaux thérapeutiques anticancéreux», conclut-il. L’équipe prévoit d’étendre le caractère multifonctionnel des nanoclusters d’or en ajoutant des groupes de ciblage qui se lient sélectivement aux cellules cancéreuses, augmentant ainsi l’absorption des nanoclusters dans la tumeur tout en minimisant l’absorption et les effets secondaires associés dans les cellules saines.
Légende illustration : Image conceptuelle illustrant la lumière rouge d’une LED en forme de fil déclenchant la libération d’une molécule anticancéreuse dans une tumeur. 2024 Centre RIKEN de recherche sur la dynamique des biosystèmes.
Watanabe, K., Mao, Q., Zhang, Z., Hata, M., Kodera, M., Kitagishi, H., Niwa, T., Hosoya, T. Clickable bisreactive small gold nanoclusters for preparing multifunctionalized nanomaterials: application to photouncaging of an anticancer molecule. Chemical Science 15, 1402–1408 (2024). doi: 10.1039/d3sc04365g
