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Loin de l'idée répandue que la taille des nanoparticules détermine leur efficacité contre le cancer, une nouvelle étude bouleverse cette notion en révélant que les nanoparticules en forme d'étoile, bien plus grandes que leurs homologues sphériques, se montrent plus destructrices pour les cellules cancéreuses. Cette découverte promet de réorienter les stratégies thérapeutiques en oncologie.
Nanoparticules d'or sphériques et en forme d'étoile (en haut) et cellules cancéreuses du côlon après environ cinq heures d'exposition (en bas).
Crédit: IFJ PAN
Pendant longtemps, la croyance voulait que les petites nanoparticules, en raison de leur capacité à pénétrer facilement les cellules, étaient les plus efficaces pour induire la mort cellulaire. Cependant, des chercheurs polonais ont utilisé une technique microscopique innovante permettant de découvrir que la forme et la taille des nanoparticules jouent un rôle bien plus complexe que prévu.
L'équipe de l'Institut de Physique Nucléaire de l'Académie Polonaise des Sciences (IFJ PAN) a synthétisé différentes nanoparticules d'or et a constaté que les cellules cancéreuses de gliome résistaient aux petites nanoparticules sphériques de 10 nanomètres, tandis que celles de 200 nanomètres en forme d'étoile induisaient une mortalité cellulaire élevée. Cette différence d'efficacité s'explique par les pointes des nanoparticules étoilées qui endommagent les membranes cellulaires, générant un stress oxydatif fatal pour les cellules cancéreuses.
La clé de cette découverte réside dans l'utilisation d'un microscope holotomographique, un appareil qui permet d'observer en trois dimensions les cellules vivantes avec une résolution nanométrique. Cette technologie a permis de suivre en temps réel l'interaction des nanoparticules avec les cellules cancéreuses sans perturber leur métabolisme, révélant ainsi pourquoi les formes étoilées sont plus destructrices.
Un modèle théorique a ensuite été développé pour prédire la pénétration des nanoparticules dans les cellules cancéreuses. Ce modèle simplifie considérablement la phase de recherche en réduisant le nombre d'expériences nécessaires et en permettant la conception de thérapies plus ciblées, augmentant ainsi l'efficacité des traitements tout en minimisant les effets secondaires sur les cellules saines.
Les chercheurs polonais poursuivent leurs travaux afin d'élargir leur modèle à d'autres types de tumeurs et nanoparticules, avec l'objectif d'optimiser les thérapies photo- ou protoniques. Cette avancée pourrait bien redéfinir l'avenir des traitements contre le cancer.
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