Les nanotechnologues de l’Université RUDN ont étudié l’utilisation des nanoparticules d’or pour le diagnostic et le traitement du cancer

Les chercheurs ont étudié environ 200 articles scientifiques datant de moins de 2010, qui ont été trouvés dans les mots-clés " nanoparticules d’or «, » cancer «, » traitement du cancer «, » administration ciblée de médicaments " et " diagnostics «. Après avoir recueilli des données, les scientifiques ont analysé comment la forme et la taille des nanoparticules d’or affectent la pénétration des nanoparticules dans la cellule, la capacité de s’y attarder, ainsi que la cytotoxicité.

«De nombreuses revues mettent en évidence les divers avantages des nanoparticules d’or dans le traitement du cancer et prévoient également un grand avenir pour les méthodes de diagnostic qui les utilisent. Nous avons passé en revue les dernières avancées scientifiques dans ces domaines, mais comme la biocompatibilité et la cytotoxicité dépendent de la taille et de la forme des nanoparticules, nous avons décidé de prendre également en compte ces deux paramètres. En outre, nous avons étudié les caractéristiques de l’utilisation de nanoparticules d’or pour l’administration ciblée de médicaments, la thérapie chimique photodynamique et ultrasonique et leur potentiel pour les examens médicaux. Nous avons également discuté des limites que l’oncologie moderne doit surmonter pour utiliser les nanoparticules d’or le plus efficacement possible» — Andrey Vodyashkin, ingénieur, Institut de technologie biochimique et de nanotechnologie, Université RUDN.

L’analyse a montré que des nanoparticules inférieures à 200 nmsont généralement utilisées en thérapie,qui sont plus faciles à traverser la membrane cellulaire. Dans le même temps, des nanoparticules trop petites (moins de 6 nm)sont rapidement libérées par les reins et n’ont pas le temps d’agir sur la tumeur. Pour les particules comprises entre 10 et 100 nm, la demi-vie augmente avec leur taille, ce qui affecte le dosage et la durée d’action du médicament. La pénétration dans la cellule est mieux obtenue en particules sphériques, suivies par des particules sous forme de bâtonnets et d’étoiles. En cytotoxicité, les nanoséventeurssontdevenus des champions, les résultats moyens ont été montrés par les nanoétoiles,et en troisième placeétaient les nanosphères.

Les nanoparticules peuvent aider à l’administration active et passive de médicaments à base de peptides ou d’acides nucléiques, ainsi que faire partie de préparations hybrides à base d’or. Les particules d’or mesurant 25 à 50 nanomètres sont mieux absorbées dans la cellule, mais pour certains médicaments, les scientifiques ont réussi à lier jusqu’à 100 molécules à une nanoparticuled’un diamètre de 2 nm.Mais les nanoparticules peuvent elles-mêmes agir dans le cadre du médicament — en thérapie photodynamique, elles augmentent la sensibilité des cellules cancéreuses à la lumière et les tuent, car elles sont capables d’absorber le rayonnement proche de l’infrarouge. Cette méthode ne nécessite pas de chirurgie. Il convient au traitement des tumeurs près de la surface du corps — àune profondeur où la peau est capable de transmettre la lumière delongueurs d’onde de 650 à 950 nm. Une autre approche du traitement du cancer utilise les ultrasons, ce qui provoque l’apparition de bulles sur la surface rugueuse des nanoparticules. Cela crée un effet d’évaporation et détruit les cellules cancéreuses à proximité.

Les nanoparticules d’or aident à clarifier l’emplacement, la taille et d’autres caractéristiques des tumeurs, la présence de diverses substances et composants dans celles-ci. Si vous enveloppez des nanoparticules d’oxyde de graphène dans de l’or, vous pouvez combiner l’imagerie intracellulaire avec l’administration d’un médicament qui se fixe à cette nanoparticule. L’or absorbe les ondes ultrasonores, de sortequ’il peut être utilisé dans le diagnostic photoacoustique, qui est utilisé pour rechercher le mélanome et examiner la croissance des vaisseaux autour de la tumeur. Les nanoparticules seront également utiles pour créer de nouvelles méthodes de diagnostic, telles que les biocapteurs d’ADN.

«Malgré le fait que la taille, la forme et même la charge des nanoparticules d’or affectent fortement leur action, nous n’avons pas trouvé de lien direct entre ces paramètres et l’efficacité du traitement. De plus, chaque type de tumeur nécessite une approche personnalisée pour correspondre aux caractéristiques des nanoparticules les mieux adaptées à un organe particulier et qui seront sans danger pour le patient. Un équilibre doit être trouvé entre la toxicité pour la tumeur et la sécurité pour le patient. Nous devrions accorder plus d’attention à la façon dont les nanoparticules sont distribuées dans tout le corps, car en moyenne seulement 0,7%, et dans des cas exceptionnels, jusqu’à 5% d’entre elles atteignent les cellules cancéreuses. De plus, nous manquons d’essais cliniques, dont il n’y en avait que 15 au 5 septembre 2021. Cela limite considérablement l’utilisation des nanoparticules d’or en médecine», — Andrey Vodyashkin, ingénieur,Institut de technologie biochimique et de nanotechnologie, Université RUDN.

Les résultats sont publiés dans la revue ChemEngeneering.