22/05/2023
GFME, maladie, hyperthermie magnétique
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Des souris implantées par des tumeurs de cerveau n'avaient plus de tumeur après 4 semaines, en sera-t-il de même chez l'homme ?
L'hyperthermie magnétique
L'hyperthermie magnétique est le principe par lequel, des nanoparticules pénètrent dans des cellules tumorales et sous l'action de champs électromagnétiques, ces nanoparticules s'échauffent et donc entrainent la mort de la cellule. On sait qu'une cellule cancéreuse commence à mourir lorsque leur température s'élève au-dessus de 43°C.
Les nanoparticules magnétiques
Pour utiliser l'hyperthermie magnétique, il faut d'abord créer des nanoparticules et les faire absorber par les cellules tumorales. Ces nano-particules ferro-magnétiques mesurent environ 70 nanomètres, La taille des nanoparticules varie entre 1 et 100 nanomètres (1 nm = 10-9 m = 0,000000001 m). Elles sont plus grandes que des atomes mais plus petites qu’une cellule humaine. On les fabrique artificiellement par fractionnement d’un matériau massif ou par agglomération d’atomes. Elles se présentent sous la forme de poudres, de gel ou de solutions. Leur intérêt réside dans leur taille qui leur confère des propriétés physico-chimiques inédites. Une même molécule peut d’ailleurs être inactive à l’échelle microscopique (10-6 m), et devenir très efficace à l’échelle nanoscopique. Les nanoparticules peuvent représenter un risque pour la santé à cause de leur petite taille. Elles sont si petites qu’elles traversent notamment sans difficulté la barrière encéphalique chez les humains. Les nanoparticules ferromagnétiques à base de fer, de nickel ou de cobalt sont des corps qui ont la capacité de s'aimanter très fortement sous l'effet d'un champ magnétique extérieur. Ces nanoparticules sont enrobées d'un polymère qui les rend invisibles au système immunitaire et de molécules dont raffolent les cellules cancéreuses. Elles sont injectées, à proximité des cellules cancéreuses, ces dernières les absorbent grâce aux molécules qui les entourent. Les nanoparticules ferromagnétiques se trouvant dans le sang, puis dans la cellule forme ce que l'on appelle un ferrofluide. Elles bougent, se déplacent aléatoirement, Les nanoparticules excitées par un champ magnétique permet de produire une élévation de la température au sein de la cellule cancéreuse, jusqu'à environ 44°C sous l'action du champ magnétique, ce qui est suffisamment élevé pour que la cellule meurt. L'hyperthermie magnétique est donc une solution très prometteuse pour la thérapie du cancer puisqu'elle permet de décimer les cellules cancéreuses sans abimer ou alors très peu les cellules saines voisines. Une équipe de chercheurs coréens de l'Université de Séoul, emmenées par Jinwoo Cheon ont réalisé un premier test sur des souris placées dans une bobine générant un champ magnétique alternatif pendant 10 minutes. Retirées des bobines, les souris ont été mises en observation. Au bout de 4 semaines, il n’y avait plus de trace de tumeurs. Ceci est donc une avancée très prometteuse étant donné que ces cellules étaient issues de cellules humaines.
Un risque écarté
Dans le cas de l'hyperthermie magnétique, on commence par fabriquer des nanoparticules ferromagnétiques à base de fer, de nickel, de cobalt ou de leurs composés chimiques. Le plus souvent, il s'agit d'oxyde de fer. Du fait de leur petite taille, ces particules peuvent manifester le phénomène de superparamagnétisme. Bien qu'elles soient ferromagnétiques, leur aimantationapparaît nulle, mais un champ magnétique extérieur peut les aimanter comme dans un matériau paramagnétique. Toutefois la susceptibilité magnétique de ces grains est beaucoup plus grande que celle des matériaux paramagnétiques et sous l'action d'un champ magnétique alternatif, cette aimantation forte peut se renverser facilement. Les nanoparticules s'échauffent donc et si elles se trouvent dans des cellules cancéreuses, elles vont les détruire. À priori, l'idée semble bonne, d'autant plus que l'on connait des nanoparticules à l'intérieur de certaines bactéries et on pourrait donc s'attendre à ce que celles que l'on synthétise soient biocompatibles. En bonus, Comme ces nanoparticules ne sont pas naturellement aimantées, elles ne s'agglomèrent pas dans l'organisme. Malheureusement, jusqu'à présent, la chaleur libérée par nanoparticule sous l'action d'un champ magnétique alternatif restait assez faible, contraignant à en injecter de grandes quantités dans l'organisme. Et c'était là le problème car cette invasion déclenche la réponse immunitaire de l'organisme, limitant l'efficacité du traitement.
Un traitement efficace contre certains cancers du cerveau observé chez des souris
Cette barrière vient de céder, si l'on en croit une publication dans Nature Nanotechnology portant sur les travaux de Jinwoo Cheon et ses collègues de l'Université Yonsei à Séoul. Les chercheurs ont fabriqué des nanoparticules en double couche avec deux matériaux différents. Ces derniers interagissent de sorte que leur capacité à réagir à un champ magnétique oscillant augmente. Au final, la chaleur libérée est multipliée par 10, réduisant du même facteur la quantité de nanoparticules à injecter dans un organisme. Les chercheurs ont réalisé un premier test sur des souris placées dans une bobine générant un champ magnétique alternatif pendant 10 minutes. Retirées des bobines, les souris ont été mises en observation. Au bout de 4 semaines, il n'y avait plus de trace de tumeurs. Or, ces dernières étaient issues de cellules humaines cancéreuses provenant du cerveau. Si un tel traitement fonctionnait aussi chez l'homme on comprend aisément son potentiel.
Une grande équipe française de La Salpêtrière confirme les résultats des coréens.
Développement de minéraux magnétosomiques non pyrogènes revêtus de poly-l-lysine conduisant à une disparition totale du glioblastome U87-Luc intracrânien chez 100% des souris traitées utilisant une hyperthermie magnétique
Actualité 627
L'hyperthermie magnétique a été signalée pour augmenter la survie des patients atteints de glioblastome récurrent de 7 mois. Ce résultat prometteur pourrait encore être amélioré en utilisant des nanoparticules d'oxyde de fer, appelés magnétosomes, qui sont synthétisés par des bactéries magnétotactiques, extraites de ces bactéries, purifiées pour éliminer la plupart des endotoxines et des matières organiques, puis recouvertes de poly-l-lysine pour donner une suspension de nanoparticules stable et non pyrogène. En raison de leur comportement ferrimagnétique, de leur haute cristallinité et de leur chaîne, ces magnétosomes revêtus de poly-l-lysine (M-PLL) se caractérisent par une puissance de chauffage plus élevée que leurs homologues chimiquement synthétisés actuellement utilisés dans les essais cliniques. L'efficacité antitumorale améliorée par M-PLL a été démontrée en administrant 500-700 μg de fer de M-PLL à des tumeurs U87-Luc intracrâniennes de 1,5 mm 3 mm et en exposant des souris à 27 sessions magnétiques toutes les 30 minutes pendant lesquelles un champ magnétique alternatif De 202 kHz et 27 mT a été appliqué. Les conditions de traitement ont été ajustées pour atteindre une température typique d'hyperthermie de 42 ° C pendant la première session magnétique. Chez 100% des souris traitées, la bioluminescence due à des cellules vivantes de glioblastome a complètement disparu 68 jours après l'implantation de cellules tumorales (D68). Ces souris étaient encore vivantes au jour 350. L'analyse histologique de leurs tissus cérébraux a révélé une absence de cellules tumorales, suggérant qu'elles étaient complètement guéries. En comparaison, l'efficacité antitumorale était moins prononcée chez des souris traitées par l'administration d'IONP suivie par 23 sessions aimantées, menant à disparition entière de la bioluminescence que chez seulement 20% des souris traitées.
- MOTS CLÉS : Champs magnétiques alternatifs, Glioblastome, hyperthermie magnétique, magnétosomes, bactérie magnétotactique, glioblastome U87