Percée du cancer du pancréas ? Un implant radioactif semblable à un gel l’efface chez la souris

Les ingénieurs biomédicaux de l'Université Duke ont démontré le traitement le plus efficace contre cancer du pancréas jamais enregistré dans des modèles de souris. Alors que la plupart des essais sur des souris considèrent que le simple arrêt de la croissance est un succès, le nouveau traitement a complètement éliminé les tumeurs du 80% des souris sur plusieurs types de modèles, y compris ceux considérés comme les plus difficiles à traiter.

L'approche combine des médicaments de chimiothérapie traditionnels avec une nouvelle méthode d'irradiation de la tumeur. Plutôt que de délivrer un rayonnement provenant d'un faisceau externe qui traverse les tissus sains, le traitement implante de l'iode 131 radioactif directement dans la tumeur dans un dépôt semblable à un gel qui protège les tissus sains et est absorbé par le corps une fois le rayonnement disparu.

Les résultats apparaissent en ligne le 19 octobre dans la revue Nature Biomedical Engineering.

"Nous avons effectué une analyse approfondie de plus de 1 100 traitements sur des modèles précliniques et n'avons jamais trouvé de résultats dans lesquels les tumeurs rétrécissaient et disparaissaient comme la nôtre", a déclaré Jeff Schaal, qui a mené la recherche pendant son doctorat au laboratoire de Ashutosh Chilkoti, professeur émérite Alan L. Kaganov de génie biomédical à Duke. "Quand le reste de la littérature affirme que ce que nous observons ne se produit pas, c'est à ce moment-là que nous avons compris que nous avions quelque chose d'extrêmement intéressant."

Bien qu’il ne représente que 3,21 TP3T de tous les cas de cancer, le cancer du pancréas est la troisième cause de décès par cancer. C'est une maladie très difficile à traiter car ses tumeurs ont tendance à développer des mutations génétiques agressives qui la rendent résistante à de nombreux médicaments, et elle est généralement diagnostiquée très tard, lorsqu'elle s'est déjà propagée à d'autres sites du corps.

Le traitement de pointe actuel combine la chimiothérapie, qui maintient les cellules dans un stade de reproduction vulnérable aux radiations pendant des périodes plus longues, avec un faisceau de radiations ciblé sur la tumeur. Cette approche est cependant inefficace à moins qu’un certain seuil de rayonnement n’atteigne la tumeur. Et malgré les progrès récents dans la mise en forme et le ciblage des faisceaux de rayonnement, ce seuil est très difficile à atteindre sans risquer de graves effets secondaires.

Une autre méthode que les chercheurs ont essayée consiste à implanter un échantillon radioactif enfermé dans du titane directement dans la tumeur. Mais comme le titane bloque tous les rayonnements autres que les rayons gamma, qui se propagent loin de la tumeur, il ne peut rester dans le corps que pendant une courte période avant que les dommages aux tissus environnants ne commencent à contrecarrer son objectif.

"Il n'existe tout simplement aucun bon moyen de traiter le cancer du pancréas à l'heure actuelle", a déclaré Schaal, qui est maintenant directeur de recherche chez Cereius, Inc., une startup biotechnologique de Durham, en Caroline du Nord, qui travaille à la commercialisation d'une thérapie radionucléide ciblée via un schéma technologique différent.

Pour contourner ces problèmes, Schaal a décidé d'essayer une méthode d'implantation similaire utilisant une substance composée de polypeptides de type élastine (ELP), qui sont des chaînes synthétiques d'acides aminés liées entre elles pour former une substance semblable à un gel aux propriétés adaptées. Les PEL étant au centre des préoccupations du laboratoire Chilkoti, il a pu travailler avec des collègues pour concevoir un système de distribution bien adapté à cette tâche.

Les PEL existent à l’état liquide à température ambiante mais forment une substance stable semblable à un gel dans le corps humain plus chaud. Lorsqu’ils sont injectés dans une tumeur avec un élément radioactif, les PEL forment un petit dépôt renfermant des atomes radioactifs. Dans ce cas, les chercheurs ont décidé d’utiliser l’iode 131, un isotope radioactif de l’iode, car les médecins l’utilisent largement dans les traitements médicaux depuis des décennies et ses effets biologiques sont bien compris.

Le dépôt PEL entoure l’iode 131 et l’empêche de s’échapper dans le corps. L'iode 131 émet un rayonnement bêta qui pénètre dans le biogel et dépose la quasi-totalité de son énergie dans la tumeur sans atteindre les tissus environnants. Au fil du temps, le dépôt du PEL se dégrade en acides aminés constitutifs et est absorbé par l’organisme – mais pas avant que l’iode 131 ne se soit désintégré en une forme inoffensive de xénon.

"Le rayonnement bêta améliore également la stabilité du biogel ELP", a déclaré Schaal. "Cela permet au dépôt de durer plus longtemps et de ne se décomposer qu'une fois les radiations épuisées."

Dans le nouvel article, Schaal et ses collaborateurs du laboratoire Chilkoti ont testé le nouveau traitement en association avec le paclitaxel, un médicament de chimiothérapie couramment utilisé, pour traiter divers modèles murins de cancer du pancréas. Ils ont choisi le cancer du pancréas en raison de son infamie et de sa difficulté à traiter, dans l'espoir de montrer que leur implant tumoral radioactif crée des effets synergiques avec la chimiothérapie, contrairement à la radiothérapie de courte durée.

Les chercheurs ont testé leur approche sur des souris atteintes de cancers juste sous la peau créés par plusieurs mutations différentes connues pour se produire dans le cancer du pancréas. Ils l’ont également testé sur des souris atteintes de tumeurs au pancréas, beaucoup plus difficiles à traiter.

Dans l'ensemble, les tests ont constaté un taux de réponse de 1 001 TP3T sur tous les modèles, les tumeurs étant complètement éliminées dans les trois quarts des modèles environ 801 TP3T à l'époque. Les tests n’ont également révélé aucun effet secondaire immédiatement évident au-delà de ceux provoqués par la chimiothérapie seule.

"Nous pensons que le rayonnement constant permet aux médicaments d'interagir avec leurs effets plus fortement que ne le permet la thérapie par faisceau externe", a déclaré Schaal. "Cela nous fait penser que cette approche pourrait également fonctionner mieux que la thérapie par faisceau externe pour de nombreux autres cancers."

Cependant, l’approche en est encore à ses premiers stades précliniques et ne sera pas disponible de sitôt pour une utilisation humaine. Les chercheurs affirment que la prochaine étape consistera en des essais sur de grands animaux, où ils devront montrer que la technique peut être réalisée avec précision avec les outils cliniques et les techniques d'endoscopie existants sur lesquels les médecins sont déjà formés. En cas de succès, ils envisagent un essai clinique de phase 1 chez l’homme.

« Mon laboratoire travaille au développement de nouveaux traitements contre le cancer depuis près de 20 ans, et ce travail est peut-être le plus passionnant que nous ayons réalisé en termes d'impact potentiel, car le cancer du pancréas à un stade avancé est impossible à traiter et est invariablement mortel. ", a déclaré Chilkoti. « Les patients atteints d’un cancer du pancréas méritent de meilleures options de traitement que celles actuellement disponibles, et je suis profondément déterminé à amener cela jusqu’en clinique. »

Cette recherche a été soutenue par les National Institutes of Health (5R01EB000188) et le National Cancer Institute (R35CA197616).

CITATION : « La curiethérapie via un dépôt de 131I lié à un biopolymère est en synergie avec des nanoparticules de paclitaxel dans les tumeurs pancréatiques résistantes au traitement », Jeffrey L. Schaal, Jayanta Bhattacharyya, Jeremy Brownstein, Kyle C. Strickland, Garrett Kelly, Soumen Saha, Joshua Milligan, Samagya Banskota, Xinghai Li, Wenge Liu, David G. Kirsch, Michael R Zalutsky et Ashutosh Chilkoti. Génie biomédical nature, 2022. DOI : 10.1038/s41551-022-00949-4

Lien: https://www.nature.com/articles/s41551-022-00949-4

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Source originale de l’article : WRAL TechWire