Les structures de piégeage des gaz améliorent le traitement des tumeurs

De nouveaux matériaux piégeant l'oxygène produits à l'aide d'un siphon à fouet peuvent être utilisés pour améliorer la réponse des cellules cancéreuses aux radiations et à certaines chimiothérapies. Les matériaux, qui peuvent être formulés sous forme de mousses, de solides ou d'hydrogels, sont conçus pour transporter de fortes concentrations de gaz thérapeutiques, comme l'oxygène, qui peuvent ensuite être injectés directement dans le tissu tumoral, selon les chercheurs qui les ont développés.

Les chercheurs, dirigés par James Byrne ainsi que le Jianling Bi de l'Université de l'Iowa a fabriqué les matériaux de piégeage des gaz (GeM) à l'aide de récipients sous pression : un siphon à fouetter et un réacteur Parr (un réacteur à haute pression agité). Le siphon à fouetter, mieux connu pour créer des mousses sur du chocolat chaud ou des cappuccinos, génère des matériaux qui piègent les gaz à des pressions standard, tandis que le réacteur Parr crée des solides qui peuvent piéger les gaz à des pressions aussi élevées que 600 PSI (3.45 MPa). La méthode Parr emprisonne physiquement l'oxygène sous pression dans une matrice polymère naturelle, un processus utilisé pour fabriquer certains types de bonbons pétillants.

Les GeM sont composés de gomme de xanthane et d'alginate de sodium, qui sont couramment utilisés comme ingrédients inactifs dans la fabrication de produits pharmaceutiques et donc généralement considérés comme sûrs par la Food and Drug Administration des États-Unis.

Les mousses GeMs peuvent être injectées dans le tissu tumoral

« Nous sommes capables d'injecter directement la mousse GeMs dans le tissu tumoral à l'aide d'une seringue », explique Byrne. "Les GeM solides peuvent être créés sous des formes cliniquement livrables, similaires aux implants de curiethérapie ou aux fiducials pour le guidage d'image radiographique, puis implantés dans les tumeurs à l'aide d'une aiguille."

Byrne dit que ces matériaux peuvent améliorer l'efficacité des traitements standard de chimiothérapie et de radiothérapie, en augmentant la quantité d'oxygène, par exemple, dans les tumeurs solides. "La plupart des tumeurs ont des niveaux d'oxygène très bas, ce qu'on appelle l'hypoxie", explique-t-il. "Il y a des décennies, les chercheurs ont pu montrer que si vous augmentez la quantité d'oxygène dans les cellules cancéreuses, vous pouvez améliorer leur réponse aux radiations et à certaines chimiothérapies."

L'équipe a démontré que les matériaux pouvaient délivrer localement des quantités extrêmement élevées d'oxygène dans deux types de tumeurs chez la souris, améliorant ainsi l'efficacité des traitements standard. "Ceci est très pertinent pour les situations cliniques dans lesquelles certains cancers répondent mal à la radiothérapie et à la chimiothérapie, ou pour une tumeur qui sera enlevée chirurgicalement", explique Byrne.

Les niveaux accrus d'oxygène semblent également améliorer l'environnement tumoral immunogène dans les tumeurs malignes de la gaine des nerfs périphériques, ont découvert les chercheurs. Ces tumeurs, ainsi appelées parce qu'elles s'enroulent autour des nerfs périphériques, sont difficiles à enlever chirurgicalement car cela peut endommager le nerf, entraînant une paralysie, une maladie grave ou même la mort. L'amélioration de l'environnement tumoral immunogène signifie que le système immunitaire du corps reconnaît mieux la tumeur, explique Byrne, ce qui contribue à améliorer l'efficacité des immunothérapies, permettant éventuellement le traitement de la maladie métastatique.

D'autres traitements peuvent être nécessaires

"Les principales applications de ces matériaux seront de traiter les tumeurs hypoxiques en combinaison avec d'autres thérapies", explique Byrne. Monde de la physique. "Ils offrent également la possibilité d'essayer d'autres gaz et médicaments pour améliorer le traitement du cancer."

Les microbulles offrent un traitement deux en un contre le cancer

Byrne souligne que ce travail était un effort d'équipe important couvrant plusieurs institutions, dont l'Université de l'Iowa, le Massachusetts Institute of Technology, le Brigham and Women's Hospital, le Beth Israel Deaconess Medical Center et la Harvard Medical School. « La réalisation de ce projet n'aurait pas été possible sans les efforts de nombreuses personnes », ajoute-t-il.

Les chercheurs prévoient maintenant d'étudier si les GeM doivent être administrés en continu pour réduire la taille d'une tumeur. "Le fait que la croissance tumorale soit ralentie plutôt que complètement arrêtée dans les techniques que nous avons testées suggère également que d'autres traitements pourraient être nécessaires", expliquent-ils. "Ces traitements pourraient inclure l'utilisation de différents types de récipients sous pression et de pressions plus élevées pour améliorer la quantité de gaz délivrée dans une tumeur."

Le travail est détaillé dans Sciences avancées.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• Platoblockchain. Intelligence métaverse Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• La source: https://physicsworld.com/a/gas-trapping-structures-improve-tumour-treatment/