Selon une étude préclinique menée par des chercheurs du Weill Cornell Medicine et du Cornell Duffield College of Engineering, des nanoparticules fabriquées à partir de silice amorphe et ciblées sur la prostate peuvent tuer directement les tumeurs de la prostate et renforcer l’immunité antitumorale.
Le dioxyde de silicium, un ingrédient commun dans les aliments sains, ou des particules dérivées des structures sédimentaires fossilisées d’organismes unicellulaires ont complètement éradiqué plusieurs tumeurs agressives dans des modèles murins, ce qui a incité à approfondir leur utilisation. essais cliniques.
Développées à l’origine pour l’imagerie médicale, ces nanoparticules de silicium fluorescentes ultra-petites, ou points Cornell Prime (points C’), ont progressé dans des essais cliniques de stade avancé pour des applications en chirurgie et thérapie guidées par l’image. Ces dernières années, des chercheurs ont découvert que les sites C’ pouvaient traiter des cellules cancéreuses individuelles tout en épargnant les cellules saines.
dans nouvelle recherchePublié le 15 juin dans le Journal of the American Cancer Society’s Oncology, les chercheurs ont évalué les effets des particules dans un modèle murin de cancer agressif de la prostate. Il a été démontré que ces particules sensibilisent les cellules tumorales à un puissant processus autodestructeur et transforment en même temps le microenvironnement immunitaire tumoral inactif et « froid » du cancer de la prostate en un environnement « chaud » doté d’une forte immunité anti-tumorale, améliorant considérablement l’efficacité d’autres immunothérapies.
“Nous sommes très encouragés par ces résultats ; les thérapies qui induisent directement la mort des cellules tumorales tout en modifiant le microenvironnement immunitaire représentent un nouveau paradigme clinique”, a déclaré l’auteur principal de l’étude. Dr Michelle BradburyNeuroradiologue au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, professeur doté de recherche en imagerie en radiologie, directeur de l’Institut Weill Cornell pour les innovations en imagerie moléculaire en médecine.
Cette recherche fait partie d’une collaboration à long terme entre le laboratoire de Bradbury et le laboratoire de l’auteur correspondant. Ulrich WiesnerProfesseur Spencer T. Olin au Département de science et d’ingénierie des matériaux et professeur au Département de technologie de conception du Collège d’architecture, d’art et de planification. Il a été financé en partie par le Parker Institute for Cancer Immunotherapy de Weill Cornell Medicine.
Selon l’étude, l’effet inhabituel des points C’ pousse les cellules tumorales de la prostate dans un mode autodestructeur appelé « ferroptose », où la peroxydation des molécules de la cellule, en particulier les molécules liées aux lipides qui composent la membrane cellulaire, provoque la désintégration de ces membranes. La façon dont les particules induisent la ferroptose reste floue, mais les chercheurs ont découvert que les particules conçues comme porteuses de l’agent d’imagerie captent souvent des ions de fer chargés positivement dans la circulation sanguine et transportent ces cargaisons réactives à l’intérieur des cellules tumorales, contribuant ainsi à accélérer l’oxydation.
Les sites C’ ont montré de multiples effets immunologiques, notamment la conversion des lymphocytes T, des macrophages et d’autres cellules immunitaires situées à proximité de la tumeur, d’un mode immunosuppresseur passif ou actif à une action antitumorale puissante. Ces résultats ont conduit à la sensibilisation des tumeurs aux immunothérapies anticancéreuses cliniquement prouvées au niveau des sites C’. Les expériences ont révélé une perturbation significative du métabolisme inhibiteur de la croissance dans diverses populations cellulaires du microenvironnement tumoral.
Les particules de silice ciblaient les cellules tumorales de la prostate à l’aide d’une molécule appelée PSMA, une protéine présente à la surface des cellules de la prostate, mais ne présentaient aucun signe de toxicité dans les tissus non prostatiques où elles étaient brièvement concentrées, comme la rate.
“Cela semble irréaliste. Comment est-il possible que nous observions tous ces effets en même temps uniquement dans les tumeurs et non dans les tissus sains, plutôt que dans une seule voie ?” » a déclaré Wisner. “Je me demande si la microsilice est très précoce et omniprésente dans l’environnement, et si des aliments comme les légumes-feuilles ou les céréales ont établi ce lien biologique.”
Les résultats les plus frappants ont été obtenus lorsque les chercheurs ont testé la survie de souris atteintes d’un cancer agressif de la prostate. Les points C seuls et l’immunothérapie ont été modérément prolongés par rapport à l’absence de traitement. Mais lorsque des particules de silice ont été combinées à une immunothérapie appelée blocage des points de contrôle immunitaire, quatre souris sur dix traitées de cette manière ont récupéré complètement ou presque, conduisant à une survie incertaine. L’ajout d’un troisième traitement appelé blocage du CSF-1R, qui cible les macrophages associés aux tumeurs, a entraîné cinq rémissions complètes sur dix.
“Nous ne pensons pas avoir autre chose qui ait une activité suppressive de tumeur aussi puissante et robuste”, a déclaré Bradbury.
“L’un des aspects les plus intéressants de ces travaux est la destruction directe des cellules tumorales et l’intégration des modifications du système immunitaire”, a déclaré le co-auteur de l’étude. Dr Jedd WolchokMayer, directeur du Sandra and Edward Mayer Cancer Center, professeur Weill Cornell MD, directeur du Parker Cancer Immunology Institute à Weill Cornell Medicine et oncologue au NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center. “En créant les conditions nécessaires pour favoriser une réponse immunitaire antitumorale plus efficace, ces particules aident à libérer tout le potentiel de l’immunothérapie contre le cancer de la prostate, pour lequel il a longtemps été difficile de susciter une réponse.”
Bradbury et ses collègues reconnaissent également les contributions des premiers auteurs de l’étude, Nabil Siddiqui, le Dr Li Zhang, Gabriel DeLeon et le Dr Nada Naguib, qui ont dirigé la recherche biologique, mécaniste et translationnelle. ’25, Rachel Lee, Ph.D. ’22, un étudiant diplômé du laboratoire de Wisner, dont la synthèse et la caractérisation méticuleuses des ensembles de particules ont rendu ce travail possible.
“Cette recherche représente un effort de collaboration pluriannuel entre plusieurs laboratoires et n’aurait pas été possible sans le dévouement, la créativité et la persévérance de cette formidable équipe de recherche qui a contribué à faire progresser la science”, a déclaré Bradbury.
Les chercheurs continuent d’explorer une nouvelle classe de thérapies anticancéreuses capables de moduler simultanément l’inflammation, l’immunité et les processus métaboliques dans le but ultime d’évaluer la sécurité et l’efficacité de ces particules ultra-petites de silice à noyau-enveloppe dans des essais cliniques.
Cette étude a été financée par le ministère de la Défense ; Subventions pour soutenir l’Institut national du cancer et le Centre de recherche sur le cancer, qui font partie des National Institutes of Health ; et le financement de Cycle for Survival/Parker Institute.
Le Dr Michelle Bradbury et Ulrich Wiesner sont les inventeurs de brevets liés à la technologie décrite dans cette étude.
Jim Schnabel est écrivain indépendant chez Weill Cornell Medicine.