Des nanoparticules de maïs : une puissante thérapie anticancéreuse
Les nanoparticules, ou particules dont la taille varie entre 1 et 100 nanomètres, ont montré un énorme potentiel dans de nombreux domaines de la science et de la technologie, y compris la thérapeutique. Cependant, les nanoparticules conventionnelles et synthétiques sont compliquées et coûteuses à produire. Les vésicules extracellulaires (VE), qui sont apparues comme une alternative aux nanoparticules synthétiques, présentent des difficultés pour la production de masse.
Des nanoparticules d’origine végétale
Une autre option récemment apparue est celle des nanoparticules (NPs) d’origine végétale, qui peuvent être facilement produites en grande quantité à des coûts relativement faibles. Comme les VE, ces systèmes à base de nanoparticules contiennent également des molécules bioactives, notamment des polyphénols (qui sont des antioxydants connus) et des microARN, et ils peuvent délivrer des médicaments à des organes cibles de notre corps.
Tirant parti de ces connaissances, des chercheurs de l’Université des sciences de Tokyo (TUS) ont récemment mis au point des bionanoparticules à activité anticancéreuse, en utilisant le maïs comme matière première. Le professeur Makiya Nishikawa de l’université des sciences de Tokyo (Japon), qui a dirigé l’équipe de recherche explique : « en contrôlant les propriétés physicochimiques des nanoparticules, nous pouvons contrôler leur pharmacocinétique dans l’organisme ; nous avons donc voulu explorer la nanoparticulation des plantes comestibles.
Des NPs dérivées du maïs
Le maïs, ou maïzena, est produit en grande quantité dans le monde entier, aussi bien sous sa forme native que sous ses formes génétiquement modifiées. C’est pourquoi nous l’avons choisi pour notre étude ».
L’équipe a créé un mélange homogène de maïs super doux dans de l’eau, puis a centrifugé ce jus de maïs à grande vitesse, le filtrant par la suite à travers un filtre à seringue avec une taille de pores de 0,45 μm. Les échantillons filtrés ont ensuite été ultracentrifugés pour obtenir des NPs dérivées du maïs. Les NPs dérivées du maïs (cNPs) avaient un diamètre d’environ 80 nm. Fait intéressant, ces cNPs portaient également une minuscule charge négative nette de -17 mV.
L’équipe de recherche a ensuite mis en place des expériences pour voir si ces cNPs étaient absorbées par différents types de cellules. Dans une série de résultats prometteurs, les cNPs ont été absorbés par plusieurs types de cellules, y compris les cellules tumorales du côlon 26 (cellules cancéreuses dérivées des souris), les cellules macrophages RAW264.7 et les cellules NIH3T3 normales. Les cellules RAW264.7 sont couramment utilisées pour le dépistage in vitro des immunomodulateurs, des médicaments qui ciblent principalement diverses voies cancéreuses.
De très bons résultats sur les trois types de cellules cancéreuses
Les résultats ont été stupéfiants : sur les trois types de cellules, les cNPs n’ont inhibé de manière significative que la croissance des cellules du côlon 26, ce qui indique leur sélectivité pour les lignées cellulaires cancérigènes. En outre, les PNC ont réussi à induire la libération du facteur de nécrose tumorale-α (TNF-α) par les cellules RAW264.7.
Il est bien connu que le TNFα est principalement sécrété par les macrophages, les cellules tueuses naturelles et les lymphocytes, trois éléments-clés de notre système immunitaire hautement évolué, qui contribuent à la mise en place d’une réponse anticancéreuse. « La forte réponse TNFα était encourageante et indiquait le rôle des cNPs dans le traitement de divers types de cancer », explique le Dr Daisuke Sasaki, premier auteur de l’étude et instructeur et chercheur à TUS.
L’équipe de recherche a ensuite effectué un test de rapporteur avec l’enzyme « luciférase » (dérivée des lucioles), qui est un rapporteur sensible pour étudier diverses réponses biologiques. Ce test basé sur la luciférase a révélé que la combinaison puissante de cNPs et de cellules RAW264.7 supprimait de manière significative la prolifération des cellules du colon26.
Enfin, l’équipe de recherche a étudié l’effet des cNPs sur des souris de laboratoire portant des tumeurs sous-cutanées. Une fois de plus, les résultats ont été étonnants : l’injection quotidienne de cNPs dans les tumeurs du côlon 26 a considérablement supprimé la croissance tumorale, sans provoquer d’effets secondaires graves ni de perte de poids.
Mettre au point des médicaments contre divers cancers
« En optimisant les propriétés des nanoparticules et en les associant à des médicaments anticancéreux, nous espérons mettre au point des médicaments sûrs et efficaces contre divers cancers », observe le professeur Nishikawa.
Cette recherche a été publiée dans Frontiers in Immunology.
Source : Tokyo University of Science
Crédit photo : StockPhotoSecrets