Encapsuler des molécules anticancéreuses dans une nanocapsule autoassemblée à base de dendrimères amphiphiles

Des chimistes et biologistes ont mis au point un nouveau type de nanocapsules formées de l’auto-assemblage de dendrimères amphiphiles pour la délivrance de principes actifs anticancéreux. Ce mode d’administration du traitement augmente de manière significative l’efficacité de l’effet anticancéreux en diminuant les effets toxiques et surmontant la résistance aux médicaments. Deux obstacles majeurs dans la mise au point de thérapies contre le cancer sont la résistance aux médicaments et la toxicité des molécules. De nouveaux espoirs reposent sur l’utilisation de nanomicelles qui encapsulent le principe actif et le transportent jusqu’aux tumeurs. Les nanomicelles les plus communes sont constituées de lipides ou de polymères amphiphiles, toutefois les micelles lipidiques sont peu stables tandis que celles de polymères présentent une très forte dispersion.

Des chimistes du Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille -CINaM (CNRS/AMU), en collaboration avec le Centre de recherche en cancérologie de Marseille -CRCM, le Centre national en nanoscience et technologie de Chine (NCNST) et l’Université de Trieste (Italie) ont réalisé de nouvelles nanomicelles à partir de dendrimères amphiphiles qui combinent la stabilité et la résistance mécanique des polymères dendrimériques et la capacité qu’ont les lipides de former facilement des micelles. L’auto-organisation de ces dendrimères amphiphiles conduit à la formation de micelles d’un diamètre d’une dizaine de nanomètres capables d’encapsuler efficacement la doxorubicine, un médicament anti-cancer très toxique avec un taux de remplissage supérieur à 40 %. Ces nanomicelles empêchent d’une part la résistance à la doxorubicine et augmentent d’autre part son efficacité en favorisant son absorption cellulaire.
Enfin, il a été démontré qu’elles augmentent de manière significative l’efficacité de l’effet anticancéreux en diminuant les effets toxiques. Ce travail est publié dans la revue PNAS.

En utilisant un dendrimère amphiphilique précédemment développé par le CINaM et l’Université de Wuhan pour le transport d’acide nucléique en thérapie génique, des nanomicelles capables d’encapsuler efficacement la doxorubicine ont été fabriquées par la méthode de dispersion de film. Les taux de remplissage de
ces nanomicelles sont extrêmement élevés (supérieurs à 40%), ils ont été validé par mesures de fluorescence au CINaM et ainsi que par simulation informatique à l’Université de Trieste. Grâce à un mécanisme de macropinocytose permettant de pénétrer rapidement et efficacement dans les cellules cancéreuses, ces nanomicelles contenant la doxorubicine montrent une efficacité supérieure à la doxorubcine libre et ceci sur diverses cellules cancéreuses comme les cancers du foie, du sein, de la prostate et des cervicales. De plus, ce mécanisme de pénétration cellulaire permet à ces nanomicelles de contourner le relargage de médicaments médié par la pompe à efflux glycoprotéiné, et ainsi surmonter la résistance à la doxorubicine et augmenter son efficacité. L’étude sur souris montre également un excellent effet anticancéreux associé à une diminution des effets toxiques de la doxorubicine, grâce à l’augmentation de l’effet de rétention et pénétration.

Cette étude montre que l’auto-assemblage de dendrimères amphiphiles constitue une méthode efficace et de choix dans la conception de nano-vecteurs de médicaments pour le traitement de cancers et ouvre de nouvelles perspectives et opportunités en chimie supramoléculaire pour des applications à visée thérapeutique.

En savoir plus : 

Anticancer drug nanomicelles formed by self-assembling amphiphilic dendrimer to
combat cancer drug resistance, T. Wei1,2,3, C. Chen2,4, J. Liu1,2, C. Liu2,5, P. Posocco6,
X. Liu2,3, Q. Cheng7, S. Huo1, Z. Liang7, M. Fermeglia6, S. Pricl6, X.-J. Liang1, P.
Rocchi3 et L. Peng2, PNAS (2015)

Contact chercheur :  Ling Peng, directrice de recherche CNRS

Informations complémentaires : 

1 Key Laboratory for Biological Effects of Nanomaterials and Nanosafety,
National Center for Nanoscience and Technology, Chinese Academy of Sciences
2 Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille (CINaM)
3 Centre de recherche en cancérologie de Marseille (CRCM)
4 Institut de Chimie Radicalaire (ICR)
5 College of Chemistry and Molecular Sciences, Wuhan University
6 Molecular Simulation Engineering Laboratory, Department of Engineering and
Architecture, University of Trieste
7 Laboratory of Nucleic Acid Technology, Institute of Molecular Medicine, Peking
University

http://www.cnrs.fr/inp/