L’or et le traitement du cancer

Par Memona Khan

Aujourd’hui, les médicaments administrés chez les patients atteints du cancer, dans le cadre de la chimiothérapie, atteignent une infime partie de la tumeur par rapport à la quantité initialement injectée. Cela est dû au fait que certains principes actifs utilisés dans les médicaments se dégradent dans l’organisme avant d’atteindre la zone infectée par la tumeur. De plus, l’accumulation du principe actif dans les cellules saines conduit à des effets néfastes pour le patient. Par conséquent, des recherches plus approfondies sont encore nécessaires dans le but de découvrir et développer de nouveaux médicaments anticancéreux tout en améliorant l’efficacité des médicaments existant déjà sur le marché. Une thérapie anticancéreuse optimisée fournirait le bon type de traitement à la bonne cible. Une nouvelle médecine est apparue il y a quelques années, la nanomédecine à base des nanovecteurs. Il s’agit d’une alternative efficace et plus sûre pour traiter le cancer.

Les nanovecteurs à base de nanoparticules d’or peuvent être une solution idéale pour ce type de problème. Les nanoparticules d’or sont très efficaces, car elles représentent une surface qui peut être fonctionnalisée avec des biomolécules comme peptides, anticorps, protéines, etc. Cette fonctionnalisation permet d’avoir un ciblage actif de la tumeur tout en évitant l’interaction avec des cellules saines et donc de préserver le principe actif.

Ces nanovecteurs sont principalement constitués de deux composants : un principe actif, qui est une molécule présente dans les médicaments possédant un effet thérapeutique et un vecteur (« moyen de transport ») de taille nanométrique. Ce vecteur est capable de transporter le principe actif jusqu’à la zone infectée (un gène, une protéine, un organe, etc.) avec précision et permet de traiter seulement les cellules malades tout en évitant la dispersion et l’endommagement des cellules saines. Ces nanovecteurs peuvent aussi être utilisés comme des outils d’imagerie/de diagnostic, de radiosensibilateurs, de système de délivrance de médicaments et de gènes, de thérapie photothermique, de biocapteurs, et d’ingénierie tissulaire etc.

Par définition, les nanomatériaux sont des particules de très petite taille, variant entre 1 et 100 nanomètres environ. Ces particules existent sous différents groupes comme des nanoparticules métalliques, polymériques, céramiques et des nanoparticules à base de lipides. Les nanomatériaux possèdent différentes propriétés physiques et chimiques par rapport à des matériaux possédant une taille plus grande. Les propriétés principales des nanomatériaux sont leurs tailles, leurs formes (sphères, bâtonnets, fleurs, étoiles, tiges, cubes, nanocages, coquilles concentriques, prismes triangulaires multipodes…) leurs charges, leurs hydrophobicités et leurs cibles. Leurs propriétés optiques dépendent de leur taille et de leur forme, ce qui donne différentes couleurs due à l’absorption dans la région visible. En raison de ces caractéristiques, ce sont des candidats appropriés pour diverses applications commerciales et domestiques, notamment la catalyse, l’imagerie, les applications médicales, la recherche basée sur l’énergie et les applications environnementales. Par ailleurs les nanoparticules de métaux lourds comme le plomb, le mercure et l’étain qui sont si rigides et stables que leur dégradation n’est pas facilement réalisable, ce qui peut conduire à de nombreuses toxicités environnementales. Entre autres, les nanoparticules d’or sont des nanostructures pour lesquelles de nombreuses applications médicales ont déjà été rapportées.

L’or est le matériel le plus utilisé dans le domaine de la nanomédecine. Ses propriétés chimiques et optiques stables permettent de fabriquer facilement des nanoparticules. Contrairement aux autres matériaux, l’or est un métal stable qui ne se dégrade pas avec le temps et est également résistant à l’oxydation. D’après le tableau de Pauling, l’or est un métal électronégatif et qui est biocompatible. L’or est un élément très réactif, en effet, il réagit facilement avec des groupements organiques tels que les fonctions carboxyliques, amine et thiol pour former des molécules biocompatibles. Cette importante propriété de l’or permet de former des nanoparticules, qui peuvent être utilisées pour faire le greffage des anticorps, ainsi que des nanovecteurs dans la nanomédecine, afin de traiter les cellules cancéreuses. Les biopolymères, tels que le polyéthylène de glycol (PEG) qui représentent des fonctions carboxyliques, amine ou thiol, permettent de stabiliser la synthèse des nanoparticules à base d’or.

Les nanoparticules d’or ont des propriétés physico-chimiques spécifiques qui permettent leur meilleure biocompatibilité et des stratégies de modification de la surface. Ces propriétés rendent ces nanoparticules très intéressantes pour l’utilisation dans le secteur biomédical. La fonctionnalisation de surface (naturelle, positive, négative, bioconjugation) de ces nanoparticules jouent aussi un rôle très important dans la stabilité et dans la biodistribution. Ces nanoparticules fonctionnalisées sont souvent utilisées comme des systèmes prometteurs de délivrance de médicaments hydrophobes, tels que les stéroïdes ou les médicaments anticancéreux.

La thérapie photo-thermique à base des nanoparticules d’or est une autre méthode pour traiter les cellules cancéreuses en les exposants à une chaleur très importante. Le fait que les nanoparticules d’or soient soumises à des ondes électromagnétiques, l’utilisation du laser pour chauffer ces particules va leur permettre d’osciller et donc de leur faire libérer de la chaleur en retour afin de provoquer l’élimination des cellules ciblées. L’utilisation d’une lumière proche de l’infrarouge permet une pénétration profonde dans les tissus. La chaleur dégagée par les nanoparticules permet non seulement de favoriser la délivrance d’un médicament dans la tumeur, mais augmente aussi la toxicité du médicament sur les cellules tumorales.

Le cancer est une maladie complexe à diagnostiquer dans les stades précoces et difficile à traiter dans les stades avancés. Là où la médecine traditionnelle a échoué, les nanotechnologies, présentes dans le monde du vivant, donnent un espoir pour mieux comprendre les systèmes biologiques et donc améliorer les thérapies et les diagnostiques.

À propos de l’auteure : Memona Khan est une française de confession musulmane. Après avoir obtenu un Master en Science, Technologie avec une spécialité en Thérapie et Technologie du Vivant, Memona Khan est désormais inscrite en deuxième année de thèse dans le domaine de la nanotechnologie. Rattachée à l’école doctorale Galilée de l’Université Sorbonne Paris Nord, elle s’intéresse particulièrement à la synthèse et la caractérisation des nanoparticules d’or pour la thérapie et le diagnostique du cancer.