L'hypoxie des tissus tumoraux
En Europe et en Amérique du Nord, plus de la moitié des patients atteints de cancer reçoivent une radiothérapie au cours de leur prise en charge médicale. Malheureusement, le succès du traitement par rayons est entravé par des phénomènes de radiorésistance dans les cellules cancéreuses. En particulier, l'hypoxie des tissus tumoraux peut réduire de manière significative l'efficacité de la radiothérapie. Le faible taux d'oxygène au niveau tumoral limite la quantité d'espèces réactives de l'oxygène produites et défavorise la stabilisation des dommages à l'ADN induits par les rayons.
Réoxygéner les tissus grâce à des micelles
Réoxygéner sélectivement les tissus tumoraux devrait permettre de potentialiser l'action locale des radiations en contrecarrant les effets de l'hypoxie, sans induire de toxicité supplémentaire au niveau des tissus sains environnants.
Plusieurs stratégies existent pour contrer l'hypoxie tumorale, mais l'utilisation de vecteurs capables de transporter l'oxygène du sang vers la tumeur reste peu explorée, principalement en raison de l'absence d'outils efficaces. Une équipe du SCBM a développé des micelles ayant la capacité de transporter de grandes quantités de gaz. Ces objets se composent d'un noyau perfluoré pour la solubilisation de l'oxygène et d'une surface en polyéthylène glycol pour la biocompatibilité in vivo et les propriétés de ciblage passif des tumeurs. De plus, la petite taille des micelles (environ 10 nm) facilite leur diffusion en profondeur dans les tissus ciblés. L'introduction d'unités de desferrioxamine à la surface des micelles permet, en outre, la chélation du zirconium 89, un isotope radioactif (89Zr, t1/2 = 3,3 jours), pour faciliter leur suivi in vivo et permettre in fine une cartographie précise de l'accumulation des micelles pour la planification future des sessions de radiothérapies.
L'évaluation in vitro – sur des lignées de cellules tumorales – montre que les micelles développées par l'équipe :
- assurent le transport d'oxygène vers les tissus hypoxiques ;
- présentent une toxicité négligeable en l'absence de radiations ionisantes ;
- sont internalisées dans les cellules cancéreuses ;
- possèdent un effet radiosensibilisant.
Enfin, les chercheurs ont étudié le comportement in vivo des micelles marquées au zirconium 89, grâce à l'imagerie TEP, ce qui leur a permis de suivre leur distribution et leur accumulation dans les tumeurs sur des modèles murins, mettant en évidence d'excellentes propriétés de ciblage des tumeurs. Cette possibilité de suivi in vivo constitue un atout supplémentaire : imager précisément la distribution des micelles lors d'une radiothérapie permettrait de moduler précisément la dose de rayonnement dans le temps et dans l'espace.
Tous ces éléments font de ce nouveau vecteur nanométrique un outil théranostique prometteur pour la potentialisation de la radiothérapie ciblée.
Contact Institut des sciences du vivant Frédéric-Joliot :