Une nouvelle technique combinant l’application d’ultrasons et de microbulles ciblées sur les tumeurs — ces microbulles se fixant aux cellules cancéreuses avant d’exploser, a été mise au point par une équipe de chercheurs de l’Université de Tel-Aviv. Ces derniers ont réussi à détruire efficacement les cellules cancéreuses en exploitant la technique.

Après deux ans d’efforts, une équipe internationale de chercheurs, dirigée par le Dr Tali Ilovitsh du Département de génie biomédical de l’Université de Tel-Aviv, a réussi à développer une plateforme technologique non invasive permettant de délivrer des gènes dans les cellules cancéreuses du sein.

Cette technologie combine l’échographie à des microbulles ciblées sur les tumeurs : une fois les ultrasons activés, les microbulles explosent comme des ogives intelligentes et ciblées, créant des trous dans les membranes des cellules cancéreuses, permettant ensuite la livraison de gènes.

Des ultrasons et des microbulles pour venir à bout du cancer

Ilovitsh a développé cette technologie révolutionnaire au cours de ses recherches postdoctorales au laboratoire du Prof. Katherine Ferrara à l’Université de Stanford. Plus précisément, cette technique utilise des ultrasons à basse fréquence (250 kHz) pour faire exploser des bulles microscopiques ciblées sur les tumeurs. In vivo, la destruction cellulaire a atteint 80% des cellules tumorales. « Les microbulles sont des bulles microscopiques remplies de gaz, d’un diamètre aussi petit qu’un dixième de vaisseau sanguin », a déclaré Ilovitsh. « À certaines fréquences et pressions, les ondes sonores font agir les microbulles comme des ballons : elles se dilatent et se contractent périodiquement », a-t-elle ajouté.

Ce processus permet d’augmenter le transfert de substances des vaisseaux sanguins dans les tissus environnants. « Nous avons découvert qu’en utilisant des fréquences plus basses que celles appliquées précédemment, les microbulles peuvent se dilater considérablement, jusqu’à ce qu’elles explosent violemment. Nous avons réalisé que cette découverte pouvait être utilisée comme plate-forme pour le traitement du cancer et avons commencé à injecter directement des microbulles dans les tumeurs », ont expliqué les chercheurs.

Ilovitsh et le reste de l’équipe ont utilisé des microbulles ciblées sur les tumeurs, qui étaient attachées aux membranes des cellules tumorales au moment de l’explosion, et les ont injectées directement dans les tumeurs dans un modèle de souris : « Environ 80% des cellules tumorales ont été détruites dans l’explosion, ce qui était positif en soi », a expliqué Ilovitsh. « Le traitement ciblé, sûr et rentable, a pu détruire la majeure partie de la tumeur », a ajouté Ilovitsh.

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Afin d’éradiquer totalement le cancer, les chercheurs ont eu recours à un gène d’immunothérapie

Cependant, cela ne suffit pas. En effet, afin d’empêcher les cellules cancéreuses restantes de se propager, les chercheurs devaient détruire toutes les cellules tumorales : « C’est pourquoi nous avons injecté un gène d’immunothérapie à côté des microbulles, qui agit comme un cheval de Troie, et a signalé au système immunitaire d’attaquer les cellules cancéreuses », ont-ils expliqué. Il faut savoir qu’à lui seul, le gène ne peut pas pénétrer dans les cellules cancéreuses. Cependant, ce gène visant à renforcer le système immunitaire a été co-injecté avec succès avec les microbulles.

Des pores de membranes se sont formés dans les 20% restants des cellules cancéreuses qui ont survécu à l’explosion initiale, permettant l’entrée du gène dans les cellules : cela a alors déclenché une réponse immunitaire qui a détruit la cellule cancéreuse.

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« La majorité des cellules cancéreuses ont été détruites par l’explosion, et les cellules restantes ont consommé le gène d’immunothérapie à travers les trous qui ont été créés dans leurs membranes », a déclaré Ilovitsh. « Le gène a fait produire aux cellules cancéreuses une substance qui a déclenché le système immunitaire pour attaquer cette dernière. En fait, nos souris avaient des tumeurs des deux côtés de leur corps. Malgré le fait que nous ayons effectué le traitement d’un seul côté, le système immunitaire a également attaqué le côté éloigné », a-t-elle expliqué.

Quant à l’avenir, Ilovitsh ainsi que son équipe de recherche affirment avoir l’intention d’essayer d’utiliser cette technologie comme traitement non invasif pour des maladies liées au cerveau, telles que les tumeurs cérébrales et d’autres maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson : « La barrière hématoencéphalique ne permet pas aux médicaments de pénétrer, mais les microbulles peuvent temporairement ouvrir cette barrière, permettant l’arrivée du traitement dans la zone cible sans avoir besoin d’une intervention chirurgicale invasive ».

Source : Proceedings of the National Academy of Sciences

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