L’administration continue de faibles doses de médicaments contre le cancer à proximité de tumeurs cérébrales malignes à l’aide de la technologie dite iontronique entraîne une diminution drastique de la croissance des cellules cancéreuses. Des chercheurs de l’université de Linköping et de l’université de médecine de Graz ont démontré ce phénomène en effectuant des expériences sur des embryons d’oiseaux. Ces résultats nous rapprochent de nouveaux types de traitements efficaces contre les formes graves de cancer.
Neurones – photo d’illustration. Crédit photo : Pixabay (Licence Pixabay gratuite)
Les tumeurs cérébrales malignes récidivent souvent malgré l’intervention chirurgicale et les traitements ultérieurs par chimiothérapie et radiothérapie. En effet, les cellules cancéreuses peuvent « se cacher » profondément dans les tissus et se développer à nouveau. Les médicaments les plus efficaces ne peuvent pas traverser la barrière hémato-encéphalique, un réseau serré qui entoure les vaisseaux sanguins du cerveau et empêche de nombreuses substances présentes dans le sang d’y pénétrer. Il existe donc très peu de traitements disponibles pour les tumeurs cérébrales agressives.
En 2021, un groupe de recherche de l’université de Linköping et de l’université de médecine de Graz a démontré comment une pompe iontronique pouvait être utilisée pour administrer localement des médicaments et inhiber la croissance cellulaire d’une forme particulièrement maligne et agressive de cancer du cerveau : le glioblastome. À l’époque, des expériences étaient menées sur des cellules tumorales dans une boîte de Petri.
Concept éprouvé
Aujourd’hui, le même groupe de recherche a franchi une nouvelle étape en vue d’utiliser cette technologie dans le traitement clinique du cancer. En permettant aux cellules du glioblastome de se développer à partir d’embryons d’oiseaux non développés, de nouvelles méthodes de traitement peuvent être testées sur des tumeurs vivantes. Les chercheurs ont montré que la croissance des cellules cancéreuses diminuait lorsque de faibles doses de médicaments puissants (gemcitabine) étaient administrées en continu à l’aide d’une pompe iontronique directement adjacente à la tumeur cérébrale.
« Nous avons déjà démontré que le concept fonctionne. Nous utilisons maintenant un modèle avec une tumeur vivante et nous pouvons constater que la pompe administre le médicament de manière très efficace. Même s’il s’agit d’un modèle simplifié d’un être humain, nous pouvons affirmer avec plus de certitude que cela fonctionne », explique Daniel Simon, professeur d’électronique organique à l’université de Linköping.
Le concept d’un futur traitement du glioblastome consiste à implanter chirurgicalement un dispositif iontronique directement dans le cerveau, à proximité de la tumeur. Cette approche permet d’utiliser de faibles doses de médicaments puissants tout en contournant la barrière hémato-encéphalique. Un dosage précis, tant en termes de localisation que de timing, est essentiel pour un traitement efficace. De plus, cette méthode peut minimiser les effets secondaires puisque la chimiothérapie n’a pas besoin de circuler dans tout le corps.
Traitement de diverses formes de cancer
Au-delà des tumeurs cérébrales, les chercheurs espèrent que l’iontronique pourra être appliquée à de nombreux types de cancer difficiles à traiter.
« Il s’agit d’un traitement très persistant auquel la tumeur ne peut échapper. Même si la tumeur et les tissus environnants tentent d’éliminer le médicament, les matériaux et les systèmes de contrôle que nous utilisons en iontronique peuvent délivrer en continu une concentration locale élevée de médicament aux tissus adjacents à la tumeur », explique Theresia Arbring Sjöström, chercheuse au laboratoire d’électronique organique de l’université de Linköping.
Les chercheurs ont comparé l’administration continue du médicament par la pompe à une dose quotidienne unique, qui ressemble davantage à la manière dont la chimiothérapie est administrée aux patients aujourd’hui. Ils ont observé que la croissance tumorale diminuait avec le traitement ionique, mais pas avec l’approche à dose quotidienne, même si cette dernière était deux fois plus forte.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires
Ces expériences ont été réalisées sur des embryons d’oiseaux à un stade précoce de développement. Selon Linda Waldherr, chercheuse à l’Université de médecine de Graz et chercheuse invitée à LiU, ce modèle constitue une bonne passerelle vers des expériences animales de plus grande envergure :
« Chez les embryons d’oiseaux, certains systèmes biologiques fonctionnent de manière similaire à ceux des animaux vivants, comme la formation des vaisseaux sanguins. Cependant, nous n’avons pas encore besoin d’implanter chirurgicalement des dispositifs. Cela démontre que le concept fonctionne, même s’il reste encore de nombreux défis à relever », déclare-t-elle.
Les chercheurs estiment que des essais sur l’homme pourraient être possibles d’ici cinq à dix ans. Les prochaines étapes consisteront à développer des matériaux permettant l’implantation chirurgicale de pompes iontroniques. Des expériences ultérieures seront également menées sur des rats et des animaux de plus grande taille pour évaluer plus avant cette méthode de traitement.
L’étude a été financée principalement par le Fonds autrichien pour la science, le programme Horizon Europe de l’Union européenne, la Fondation suédoise pour la recherche stratégique, la Fondation Knut et Alice Wallenberg et le Conseil européen de la recherche. Theresia Arbring Sjöström, Tobias Abrahamsson, Magnus Berggren et Daniel Simon sont actionnaires de la société OBOE IPR AB, qui détient les brevets liés à la technologie iontronique.
Article : La chimiothérapie iontronique continue réduit la croissance des tumeurs cérébrales dans les modèles embryonnaires aviaires in vivo, Verena Handl, Linda Waldherr, Theresia Arbring Sjöström, Tobias Abrahamsson, Maria Seitanidou, Sabine Erschen, Astrid Gorischek, Iwona Bernacka Wojcik, Helena Saarela, Tamara Tomin, Sophie Elisabeth Martin Asslaber, Martin Asslaber, Martine Birner-Grünberger, Martine Schäfer, Martine Berggren, Martine Schindl … Journal de libération contrôlée; publié en ligne le 11 avril 2024. DOI : 10.1016/j.jconrel.2024.03.044
Écrit par Anders Törneholm
Source : Université de Linköping
