Des scientifiques du RIKEN, au Japon, ont mis au point une technique qui permet de traiter divers cancers en induisant un rayonnement alpha dans les cellules cancéreuses, ce qui les tue tout en laissant les tissus sains indemnes. Cette approche, testée sur des souris, a permis de réduire considérablement la croissance des tumeurs et d’atteindre un taux de survie de 100 %. Elle exploite la propension des cellules cancéreuses à accumuler un composé appelé acroléine et introduit une molécule, l’astate-211, qui émet un rayonnement alpha lorsqu’elle se désintègre. La prochaine étape consistera à passer aux essais cliniques chez l’homme.
Des chercheurs dirigés par Katsunori Tanaka du RIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) au Japon et Hiromitsu Haba du RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science (RNC) ont mis au point une nouvelle technique qui pourrait permettre de traiter de manière générique plusieurs types de cancer, avec moins d’effets secondaires négatifs que les méthodes actuellement disponibles. Publiée le 27 juin dans la revue Chemical Science, l’étude de validation de principe a montré que les tumeurs chez les souris se développaient presque trois fois moins et que le taux de survie était de 100 % après une seule injection d’un composé conçu pour émettre de petites quantités de rayonnement alpha à l’intérieur des cellules cancéreuses, ce qui les tue tout en épargnant les tissus sains.
Les effets secondaires de la chimiothérapie et de la radiothérapie standard peuvent être dévastateurs, et l’éradication de toutes les cellules cancéreuses n’est pas garantie, en particulier lorsque le cancer a déjà formé des métastases et s’est propagé dans tout le corps. C’est pourquoi l’objectif de la plupart des recherches actuelles est de trouver un moyen de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses afin que les traitements n’affectent que les tumeurs. Certains traitements ciblés existent, mais ils ne peuvent pas être appliqués à tous les cancers. « L’un des plus grands avantages de notre nouvelle méthode, explique Tanaka, est qu’elle peut être utilisée pour traiter de nombreux types de cancer sans aucun vecteur de ciblage, tel que des anticorps ou des peptides.
Utilisation de l’azide de 2,6-diisopropylphényle (ADIPA) radiomarqué au 211At pour la thérapie ciblée par particules alpha (TAT). Crédit : RIKEN
La nouvelle technique repose sur la chimie de base et sur le fait qu’un composé appelé acroléine s’accumule dans les cellules cancéreuses. Il y a quelques années, l’équipe de Tanaka a utilisé une technique similaire pour détecter les cellules cancéreuses du sein. Ils ont attaché un composé fluorescent à un type spécifique d’azide – une molécule organique avec un groupe de trois atomes d’azote (N3) à l’extrémité. Lorsque l’azide et l’acroléine se rencontrent à l’intérieur d’une cellule cancéreuse, ils réagissent et le composé fluorescent s’ancre dans les structures de la cellule cancéreuse. L’acroléine étant quasiment absente des cellules saines, cette technique a agi comme une sonde pour mettre en évidence les cellules cancéreuses dans l’organisme.
Dans la nouvelle étude, plutôt que de simplement détecter les cellules cancéreuses, l’équipe a ciblé ces cellules pour les détruire. La logique est assez simple. Au lieu d’attacher l’azoture à un composé fluorescent, ils l’ont attaché à quelque chose qui peut tuer une cellule sans nuire aux cellules environnantes. Ils ont choisi de travailler avec l’astate-211, un radionucléide qui émet une petite quantité de rayonnement sous la forme d’une particule alpha lorsqu’il se désintègre. Comparées à d’autres formes de radiothérapie, les particules alpha sont un peu plus mortelles, mais elles ne se déplacent que sur un vingtième de millimètre et peuvent être arrêtées par un morceau de papier. En théorie, lorsque l’astate-211 est ancré à l’intérieur d’une cellule cancéreuse, les particules alpha émises devraient endommager la cellule cancéreuse, mais pas beaucoup plus.
Une fois que l’équipe a trouvé la meilleure façon de fixer l’astate-211 à la sonde azotée, elle a pu réaliser une expérience de validation du concept pour tester sa théorie. Ils ont implanté des cellules de tumeurs pulmonaires humaines dans des souris et ont testé le traitement dans trois conditions : simple injection d’astate-211 dans la tumeur, injection de la sonde astate-211-azide dans la tumeur et injection de la sonde astate-211-azide dans la circulation sanguine. Ils ont constaté qu’en l’absence de ciblage, les tumeurs continuaient à se développer et les souris ne survivaient pas. Comme prévu, lorsque la sonde azotée était utilisée, les tumeurs se développaient presque trois fois moins et beaucoup plus de souris survivaient – 100 % lorsque la sonde était injectée dans la tumeur et 80 % lorsqu’elle était injectée dans le sang.
« Nous avons constaté qu’une seule injection dans la tumeur avec seulement 70 kBq de radioactivité était extrêmement efficace pour cibler et éliminer les cellules tumorales », explique Tanaka. « Même en injectant le composé de traitement dans la circulation sanguine, nous avons pu obtenir des résultats similaires. Cela signifie que nous pouvons utiliser cette méthode pour traiter un cancer à un stade très précoce, même si nous ne savons pas où se trouve la tumeur. »
La version à sonde fluorescente de cette technique est déjà testée dans le cadre d’essais cliniques comme moyen de visualiser/diagnostiquer le cancer au niveau cellulaire. La prochaine étape consiste à trouver un partenaire et à commencer les essais cliniques en utilisant cette nouvelle méthode pour traiter le cancer chez l’homme.
Référence : « Therapeutic efficacy of 211At-radiolabeled 2,6-diisopropylphenyl azide in mouse models of human lung cancer » par Yudai Ode, Ambara R. Pradipta, Peni Ahmadi, Akihiro Ishiwata, Akiko Nakamura, Yasuko Egawa, Yuriko Kusakari, Kyohei Muguruma, Yang Wang, Xiaojie Yin, Nozomi Sato, Hiromitsu Haba et Katsunori Tanaka, 27 juin 2023, Chemical Science.
DOI : 10.1039/D3SC02513F