Des nanoparticules magnétiques pour traiter le cancer
Les nanotechnologies sont porteuses d’un potentiel énorme pour la recherche médicale et le traitement des maladies. Le développement des nanomatériaux a progressé, passant de particules uniques à des structures multicomposantes connues sous le nom de nanohybrides, qui recèlent de nouvelles propriétés susceptibles d’être exploitées. Les nanohybrides magnétiques à base de fer présentent des caractéristiques magnétiques uniques et de faibles niveaux de toxicité, qualités qui en font des candidats prometteurs pour le diagnostic et la thérapie en nanomédecine. Il s’agit notamment de l’hyperthermie magnétique (MHT pour «magnetic hyperthermia»), un traitement utilisant la chaleur générée par des nanomatériaux pour induire la mort des cellules cancéreuses. «L’hyperthermie magnétique est une méthode non invasive de traitement du cancer qui utilise des nanoparticules magnétiques soumises à un champ magnétique alternatif pour chauffer localement jusqu’à une température thérapeutique de 42 à 45 °C», explique Aram Manukyan, chef du laboratoire de physique de l’état solide à l’Institut de recherche physique, rattaché à l’Académie nationale des sciences d’Arménie. Dans le cadre du projet MaNaCa, financé par l’UE, les chercheurs se sont donné pour but d’établir une base de recherche solide sur l’usage de nanoparticules d’oxyde de fer dans le diagnostic, la thérapie et le traitement du cancer. Le projet entendait par ailleurs améliorer la performance des nanoparticules dans les applications médicales. Il a, pour ce faire, combiné l’expertise de trois universités européennes: l’université Aristote en Grèce, l’université de Duisburg-Essen en Allemagne et l’Institut de recherche physique de l’Académie nationale des sciences en Arménie; et celle de spécialistes de la recherche Intelligentsia Consultants. «Les résultats, qui ont été publiés dans des revues spécialisées, sont considérés comme compétitifs pour une exploitation biomédicale ultérieure», explique Aram Manukyan.
Améliorer l’efficacité calorifique des nanoparticules
L’équipe a étudié les caractéristiques structurelles et magnétiques des nanohybrides magnétiques en utilisant les équipements de nouvelle génération des organisations partenaires européennes, telles qu’un microscope électronique à transmission à haute résolution (HRTEM), la magnétométrie, la diffraction des rayons X et également des dispositifs d’hyperthermie extrêmement sensibles. Elle a ensuite testé plusieurs stratégies pour améliorer l’efficacité du chauffage des nanoparticules, notamment la modification des paramètres physiques, tels que leur taille, leur saturation magnétique et leur anisotropie effective, c’est-à-dire la capacité d’un matériau à afficher des propriétés différentes lorsqu’elles sont mesurées dans des directions différentes. Les nanoparticules hybrides, un système composé de deux ou plusieurs éléments, peuvent être ajustées de manière à présenter diverses caractéristiques magnétiques, ce qui permet d’obtenir une MHT extrêmement efficace. Les recherches de l’équipe sur l’hyperthermie magnétique des particules ont révélé que la teneur en fer constitue le facteur déterminant de l’efficacité calorifique.
Établir des liens pluridisciplinaires
Les liens établis dans le cadre du projet MaNaCa ont permis d’offrir une formation pluridisciplinaire à de jeunes chercheurs dans le domaine émergent de la haute technologie de théranostique magnétique, un traitement innovant et personnalisé du cancer. «La formation des chercheurs en début de carrière s’est appuyée sur une méthodologie scientifique pluridisciplinaire et des expériences pratiques en laboratoire», souligne Aram Manukyan. Le projet a initié des échanges de personnel entre les universités afin de partager les connaissances dans ce secteur en développement. «Les activités du projet comprenaient aussi des formations techniques et non techniques, des consultations en matière de développement de carrière, des publications communes, la participation conjointe à des conférences, l’organisation d’universités d’été, des ateliers et une conférence internationale», ajoute Aram Manukyan. L’équipe de MaNaCa a organisé la conférence «1st International Conference on Armenia’s Perspectives in Current Oncology Theranostics» (APRICOT) en Arménie. L’événement a permis d’étudier l’utilisation des nanohybrides magnétiques dans divers domaines biomédicaux, notamment le traitement de l’hyperthermie, les diagnostics médicaux, les dispositifs de détection, l’élimination des toxines et l’administration de médicaments. «La conférence peut être considérée comme une des grandes réussites du projet», déclare Aram Manukyan. «Il s’agissait de la première conférence organisée en Arménie sur les nanohybrides magnétiques dans le domaine de la biomédecine, nous prévoyons désormais de l’organiser régulièrement.»
Mots‑clés
MaNaCa, cancer, traitement, nanomatériaux, nanohybrides, magnétique, biomédecine, nanoparticules, chauffage
