Découverte majeure en chimie pour l’équipe du professeur Fiorenzo Vetrone

La création d’une nanocapsule de silice pourrait permettre aux traitements qui détruisent les cellules cancéreuses ou précancéreuses avec de la lumière visible de traiter davantage de types de cancers.

Image reproduite avec l’autorisation de Fiorenzo Vetrone et de la Royal Society of Chemistry, Journal Chem. Sci., 2020,11, 6653-6661, https://doi.org/10.1039/D0SC01033B.

C’est ce que démontre une étude des professeurs Fiorenzo Vetrone et Federico Rosei de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS), en collaboration avec une équipe internationale de recherche, dont les résultats ont été publiés dans un article qui fait la couverture du 26^e numéro du journal Chemical Science de la Royal Society of Chemistry.

Les thérapies photodynamiques, aussi désignées par l’acronyme PDT (de l’anglais photodynamic therapy), sont des traitements qui permettent de détruire les cellules cancéreuses ou précancéreuses avec de la lumière visible. Le tissu anormal est mis en contact avec un médicament photoactivable et photosensibilisant, avant d’être illuminé pour déclencher une réaction chimique qui libère des espèces réactives de l’oxygène (ERO) s’attaquant aux cellules malades.

Dans les traitements actuels, les tissus atteints sont injectés avec le médicament, mais cette technique est limitée au traitement des tumeurs sur ou sous la peau, tel que les cancers de la peau. L’équipe de recherche a réussi à contourner cette limitation afin de permettre aux thérapies photodynamiques de traiter davantage de types de cancers.

Grâce à des nanoparticules de silice, il est possible d’utiliser la lumière proche infrarouge (PIR) qui pénètre plus profondément dans les tissus. Ces nanoparticules convertissent la lumière PIR en lumière visible pour enclencher la réaction chimique et libérer les ERO. « C’est comme si nous avions solidifié la capsule qui transporte le traitement contre les mauvaises cellules et augmenté la versatilité de la PDT. Ce nanosuperhéros est rendu plus fort et plus efficace, même à l’intérieur du corps », précise le professeur Vetrone, faisant référence à l’illustration de la couverture du journal qui explique la découverte.

Élaborée par l’équipe composée de chimistes, de spécialistes en imagerie par résonance magnétique (IRM) et d’un oncologue, cette nouvelle manière d’envelopper sélectivement le médicament photosensibilisant dans une nanocapsule pourra servir au diagnostic et à la thérapie. « À terme, la nanocapsule permettra d’élargir le champ d’utilisation », conclut le professeur Vetrone.

La prochaine étape de l’équipe sera de tester les nanoparticules dans un contexte in vivo.

À propos de l’étude

Les recherches ont commencé en 2014 en collaboration avec Xu Li, professeur associé de l’INRS, scientifique senior à Institute of Materials Research and Engineering et professeur associé adjoint à la National University of Singapore. L’étudiante au doctorat à l’INRS Miao Wang, codirigée par les professeurs Vetrone et Rosei de l’INRS, est la première autrice de l’article « One pot synthesis of theranostic nanocapsules with lanthanide doped nanoparticles ».

Les signataires de l’étude parue dans le journal Chemical Science de la Royal Society of Chemistry sont Fiorenzo Vetrone, Federico Rosei, Artiom Skripka, Ting Chen (INRS), Michael Ng et Kishmore Kumar Bhakoo (Singapore Bioimaging Consortium, Agency for Science, Technology and Research de Singapore), Alex Y. Chang (Johns Hopkins University et Johns Hopkins Singapore).

L’étude a été financée par du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Fondation canadienne pour l’innovation, les Fonds de recherche du Québec – Nature et technologie, le Programme des chaires d’excellence en recherche du Canada, le Johns Hopkins Singapore Research Fund et Agency for Science, Technology and Research de Singapour.