La recherche dans le domaine de la nanomédecine connaît un essor considérable, notamment en ce qui concerne l’utilisation des nanoparticules pour des applications biomédicales. Récemment, une équipe de chimistes du CNRS a réalisé une très grande avancée en la matière, en explorant des nanoparticules sous forme de nanofleurs.
Elle a démontré le potentiel des nanoparticules d’oxyde de fer sous forme de nanofleurs (SPIO – Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles) dans le cadre de l’hyperthermie magnétique, une technique innovante de traitement du cancer. Ce type de thérapie consiste à introduire des nanoparticules dans la zone cancéreuse, puis à les chauffer localement via un champ magnétique, provoquant ainsi la destruction des cellules malades. Parmi ces structures, les « nanofleurs », qui présentent une géométrie particulière, ont révélé des performances magnétiques optimales.
SON, entreprise spécialisée dans la production de nanomatériaux avancés, s’inscrit pleinement dans cette dynamique d’innovation en développant à la fois des nanofleurs d’or et des SPIO. Mais que sont exactement ces deux types de nanoparticules, et comment peuvent-elles contribuer à la lutte contre le cancer ?
Les SPIO : des nanoparticules multifonctionnelles
Les nanoparticules d’oxyde de fer superparamagnétiques (SPIO) sont déjà largement étudiées pour leur potentiel en imagerie médicale et en thérapie. Leur capacité à réagir aux champs magnétiques externes sans conserver de magnétisation résiduelle en fait des agents de contraste efficaces pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM). De plus, leur comportement sous champ magnétique les rend idéales pour l’hyperthermie magnétique.
Dans cette thérapie, les SPIO peuvent être injectés directement dans la tumeur. Une fois exposées à un champ magnétique alternatif, elles s’échauffent localement, endommageant les cellules cancéreuses par hyperthermie, tout en épargnant les tissus sains environnants. Chez SON, la production de ces nanoparticules se fait avec un contrôle strict de la taille et de la structure, des paramètres clés pour optimiser leur efficacité thérapeutique. L’objectif est de maximiser le taux d’absorption spécifique (SAR), une mesure essentielle de l’efficacité de chauffage sous champ magnétique.
Il arrive que l’injection dans la tumeur soit impossible. C’est ici qu’interviennent les nanoparticules fonctionnalisées SON. Elles permettent de lier à des SPIO des agents ciblants (qui agiront comme un GPS pour orienter les nanoparticules vers les cellules atteintes, pour pouvoir ensuite les détruire de l’intérieur) et des agents traitants.
Les Nanofleurs d’or : un design spécifique pour la détection précoce
SON a déjà acquis un savoir-faire solide en matière de synthèse de nanomatériaux spécifiques. L’entreprise produit notamment des nanofleurs d’or. Ces structures complexes sont appelées ainsi car elles rappellent la forme d’une fleur. Dans la recherche en matière de traitement du cancer, les nanofleurs d’or sont explorées comme agents pour la photothermie. En absorbant la lumière infrarouge, elles génèrent de la chaleur, détruisant les cellules tumorales à proximité. Dans la détection et le diagnostic précoce, on s’intéresse aux nanofleurs d’or en raison de la force du signal qu’elles permettent de renvoyer par rapport à une sphère simple (jusqu’à 160 fois plus fort).
Qu’a découvert l’équipe du CNRS et de l’Université de Bordeaux ?
Les nanoparticules d’oxydes de fer sont étudiées pour leur potentiel dans l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et l’hyperthermie magnétique, une thérapie qui utilise des champs magnétiques alternatifs pour chauffer ces nanoparticules et détruire les cellules cancéreuses. Une équipe de chercheurs du CNRS et de l’Université de Bordeaux a synthétisé des nanoparticules de 10 à 30 nm et étudié leur taille, structure et propriétés magnétiques. Ils ont observé que des nanoparticules de 22 nm et des structures en nanofleurs, avec plusieurs cœurs, maximisent l’efficacité en hyperthermie magnétique. Cette recherche a été publiée dans ChemPhysChem. Ces avancées pourrait permettre une production à grande échelle de nanoparticules optimisées pour des traitements personnalisés du cancer.
Un grand bravo aux chercheurs concernés pour leurs travaux qui, c’est certain, permettront à la médecine d’avancer à grands pas.
Références :
Bejko, M., Al Yaman, Y., Bagur, A., Keyes, A. C., Rosa, P., Gayot, M., Weill, F., Mornet, S., Sandre, O. (2024). Structure-function relationship of iron oxide nanoflowers: Optimal sizes for magnetic hyperthermia depending on alternating magnetic field conditions. ChemPhysChem, https://doi.org/10.1002/cphc.202400023.
https://www.inc.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-nanofleurs-pour-traiter-les-cancers