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2012 06-23~1148@biofutur
 

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    2012 06-23~1148@biofutur 2012 06-23~1148@biofutur Document Transcript

    • JUIN 12 Mensuel Surface approx. (cm²) : 165614 RUE DE PROVIGNY N° de page : 34-3794236 CACHAN CEDEX - 01 47 40 67 00 Page 1/4 Images de microscopie électronique de particules L "veloppées par Société NANO-H .es nanoparticules erTTaïïiôtherapie Appliquée à des tissus pathologiques comme les tissus tumoraux, la radiothérapie permet, seule ou associée à dautres traitements comme la chirurgie, la chimiothérapie, dobtenir une régression des tumeurs voire leur disparition complète. Lutilisation de nanoparticules peut améliorer lefficacité et la tolérance de ce traitement. © NANO H SAS lauteur Claire Billotey L Un versitc Claude Be na d Lyon! a radiothérapie est basic la decouverte du radium par deux dernieres décennies ont ete Hospices e vils dc L^on sur I utilisation de rayon Pierre et Marie Curie en 1898 un développées des methodes d ad nementb ionisants L est a medecin parisien teste son uti linnitiation et d imagerie qui ont dire de faisceaux de particules ou lisation pour le traitement d une permis d etre plus précis sur électromagnétiques de haute tumeur cutanée réalisant le pre les doses administrées de mieux energie, qui créent dcs lesions mier acte de curiethcrapit délimiter les volumes cibles a cellulaires plus ou moins irré- La cunetherapie classique traiter et de suivre lévolution du versibles pouvant conduire a la consiste a injecter des sources traitement La cunetherapie est mort cellulaire LL rayonnement radioactives de fortes energies ainsi devenue plus précise et peut etre produit a I exteneur de directement au niveau du tissu a moins irradiante pour les tissus I organisme on parle alors de traiter Ces sources généralement sains Maîs malgre les progres radiothérapie externe On peut sous forme de fils sont implan- observes les techniques d admi également introduire directement tées pendant une courte duree a nistration restent relativement dans la tumeur dcs substances I interieur de guides qui ont ete invasives émettant des rayonnements de préalablement places, lors d un Pour la radiothérapie externe, particules chargées (particules (3 geste chirurgical, a I inteneur rie de tres nombreux progres ont ou a), on parle alors de radio la tumeur ou au niveau du site permis de limiter les effets secon- therapie interne ou cunctherapie de resection de la tumeur A daires lies a I irradiation des tissus (figure p 33) I inverse, il est propose depuis sains notamment grace a des L idcc d utiliser de tels rayon- quèlques annees pour le traite logiciels de calculs de dosimetne nements ionisants pour traiter ment du cancer de la prostate bases sur I imagerie anatomique des cancers est apparue tres rapi d utiliser des sources de faible (scanner X) el même fonction dément apres la decouverte de activite maîs délivrée sur une nelle ou métabolique (tomo- leurs sources Cest en 1895, période longue ma I insertion graphie a emission de positons), annee de la decouverte des permanente de sources sphe et au type de rayonnements uti- rayons X par Wilhelm Conrad nques scellées, cette insertion lises qui ont permis d augmenter Rontgen qu a ete effectuée par se faisant également sous anes I efficacité antitumorale Maîs Emil Grubbc aux Etats-Unis la thesie generale (figure p 34) certains types de tumeurs demeu- premiere tentative de traitement L efficacité de la cunetherapie rent tres peu sensibles a I effet de par irradiation externe d une dépend ries moyens de loca la radiothérapie on parle de rechute locale d un cancer du hsation et de délimitation des tumeurs radioresistantes Pour sem et I on rapporte une pre volumes a traiter, des techniques les traiter, des alternatives sont miere guenson de cancer en dadministration de la nature proposées comme I utilisation 1899 Seulement trois ans apres et de la qualite des sources Ces d autres types de rayonnementsNANOBIOTIX Eléments de recherche : NANOXRAY : nanoparticules, toutes citations8418872300524/GBJ/AMR/2
    • JUIN 12 Mensuel Surface approx. (cm²) : 165614 RUE DE PROVIGNY N° de page : 34-3794236 CACHAN CEDEX - 01 47 40 67 00 Page 2/4 comme des ions carbone ou des protons, ou le blocage par la presence de substances dites « radiosensibihsantes », des pro- cessus de reparation des lesions créées par le rayonnement et ainsi linduction de la mort des cellules tumorales NANOPARTIÇULES ET RADIOTHERAPIE EXTERNE Labsorption locale d un rayon nement dépend fortement de la densité en électrons (notée Z) du matériau traverse, celle-ci étant proportionnelle a Z4 La densité Ingestion ou implantation des tissus biologiques - hormis Irradiation par faisceau de substances émettant des » focalise (photons neutrons ) celle du tissu osseux liee a la pre- particules chargées [fi ou ajK sence de calcium - est tres faible, ceux-ci étant tres majoritaire- ment, a plus dc 70 °/o constitues d eau (la densité electronique maximale est celle de I atome d oxygène, e est a dire 8) La pre sence dun matériau de forte densité electronique au sem de la tumeur peut artificiellement et localement augmenter I absorp tion du rayonnement (1,2] On Les deux types de radiothérapie peut ainsi obtenir le même effet sur les cellules qu en augmentant I energie du rayonnement appli- que, sans risquer d augmenter les effets secondaires au niveau des tissus sains avoismant la tumeur Le gadohnium, un element dont la densité electronique cst clevce Ciblage subcellulaire par des nanoparticules (64) a ete propose comme agent de numéro atomique élevé radiosensibihsant (3) pour aug menier leffet de I irradiation de LADN nucléaire constitue déterminent un dépôt sub- La densité électronique tumeurs cérébrales apres injection la cible principale des stantiel dénergie à léchelle élevée doit être couplée à directe au sem de la tumeur (4) radiations ionisantes théra- cellulaire quand la tumeur des propriétés physico- L élaboration de nanoparticules a peutiques. Le ciblage de est exposée à la radio- chimiques permettant une partir d un element de haute den- structures subcellulaires thérapie. Cest le phénomène bonne tolérance des tissus sité electronique a plusieurs telles que les organelles, dit de « radio-amplifi- corporels. avantages le premier est lie a les membranes cellulaires cation ». Cette énergie sous Ce concept de radio- laugmentation importante de la ou lADN est une approche forme de radicaux libres amphfication par des densité en matériau liee a la devenue possible avec cible et rompt lADN maîs nanoparticules doxyde forme nanoparticulaire, le second lutilisation de metaux aussi les membranes métallique a été testé en a trait a la biodisponibilite des ou doxydes métalliques cellulaires. Lorsque ces laboratoire avec des résul- nanoparticules, dont le passage facilite des différentes barrières conçus spécifiquement a nanoparticules ne sont pas tats suffisamment promet- biologiques permet une accumu- léchelle nanometrique. exposées aux radiations, teurs pour faire lobjet dun lation passive dans les tumeurs, La taille de ces objets leur cet effet na pas lieu. premier essai clinique chez qui peut être obtenue même apres permet en effet dopérer Il ne peut se produire que des patients atteints de injection intraveineuse Cette à lintérieur même de la dans le champ irradié tumeurs malignes. accumulation préférentielle dans cellule cancéreuse dune Le choix du matériau les tumeurs peut sexpliquer par façon différente de celle constituant les nano- la vascularisation plus importante des médicaments. particules est crucial pour des tissus tumoraux En greffant Les nanoparticules de répondre à cette définition Jean Bourhis a la surface des nanoparticules des Departement Radiothérapie numéro atomique élevé du concept « actif » (on) molecules spécifiques reconnues Institut Gustave Roussy présentes dans une tumeur où « in actif » [off]. Vllejurf par les cellules tumorales, on peut encore augmenter cette concen- tration Sil s agit de tumeursNANOBIOTIX Eléments de recherche : NANOXRAY : nanoparticules, toutes citations8418872300524/GBJ/AMR/2
    • JUIN 12 Mensuel Surface approx. (cm²) : 165614 RUE DE PROVIGNY N° de page : 34-3794236 CACHAN CEDEX - 01 47 40 67 00 Page 3/4 accessibles, les nanoparticules au sem de la zone a traiter II est celle des nanoparticules stricto peuvent y être injectées directe- ainsi attendu une repartition plus sensu (quèlques dizaines de nano- ment, a condition quelles y homogène du rayonnement au metres au maximum), lesquelles resident suffisamment longtemps sem de la tumeur, donc de leffet présentent un nsque de fuite en pour que leur concentration soit thérapeutique, permettant de dehors du volume dinjection suffisante lors de I irradiation limiter I existence de zones non beaucoup plus important, Bien sûr, le benefice attendu doit ou trop peu irradiées a lorigine pouvant conduire a une dissé- être superieur au risque lie a une de récidives tumorales mination des sources radioactives éventuelle toxicite des nanopar- Depuis peu, sont injectées des dans lensemble de lorganisme ticules et celles qui ne se sont pas microparQcules (quèlques dizaines et donc a I irradiation mutile et accumulées dans la tumeur dci de microns de diamètre) radio- nuisible de zones saines Autre vent être éliminées rapidement de actives dans lartère perfusant le avantage ces particules submi- lorganisme ou dégradées en des foie, qui saccumulent preferen- cromques, de tres forte densité en composes non toxiques élimines tielkment dans les tumeurs de cet oxyde métallique, peuvent être a leur tour Linjection intra- organe Néanmoins ces micro- irradiées dans un cyclotron medi- tumorale ou intraveineuse de particules peuvent passer dans la cal et non dans un reacteur nanoparticules de gadolimum (5] circulation sanguine generale et nucleaire, ce qui reduit consi ou de nanoparticules dor (z=79) du fait de leur taille (même ordre derablement les coûts de pro (6) est proposée depuis plus de dc grandeur que le diamètre dcs duction et permet de saffranchir (1) Ca rtcr JD et al (2007) dix ans Maîs des essais cliniques capillaires), rester bloquées au des problèmes de disponibilité de JP/iysC/7emB111 11622 5 sont actuellement réalises avec sem des capillaires pulmonaires reacteurs dédies aux productions (2) McMahon SJ ct oi (2011) des particules d oxyde dhafmum et entraîner des troubles graves medicales, peu nombreux a Sci Rcp! 18 (Z=72), qui sembleraient avoir une Recourir a des particules de I échelle mondiale Des essais (3) (2004) Drags n R&D 5 52 7 bonne tolérance biologique (7). taille submicronique (quèlques tres encourageants ont ete effec- (4) Mehta MP tt al (2008) //tf J centaines de nanometres) pré- tues chez I animal par injection Radiât Oncol Biot Phys 73 1069 76 senterait un double avantage dc particules submicromques (5)TokumitsuHeto/ (2000) NANOPARTICULES ET celui de pouvoir realiser une doxyde d holmium 166 (photo Conccrtrtt150 177 82 CURIETHERAPIE injection directe au sem dune p. 32) (8) (B)HamfeldJFrto/ (2004) Le recours aux nanoparticules tumeur dune cavité comme Une autre utilisation suggérée PhysMedBioMS N309-15 offre la perspective de pouvoir la cavité pentoneale, ou de la des nanoparticules en radio- (7) Field JA ct al (2011) injecter des sources radioactives circulation sanguine ou lym- thérapie interne est laugmen- Chemosphere B4 1401 7 sous forme de solution ou phatique, et celui d eviter tout tation de la dose reçue par les (8) Taleb Jet oi (2009) suspension, selon un procede risque dc thrombose dcs capil- cellules grace a la production Eur j Nue Med Mel lm 36 sup 2 beaucoup moins mvasif que celui laires en cas de fuite hors de la dun rayonnement secondaire (9) Ngwa W era/ (2012) de la cunetherapie classique et zone a traiter Cette taille sub (électron Auger) apres absorp- M f il Phys39 392 B avec une plus grande dispersion rmcronique apparaît préférable a tion du rayonnement produit par la substance radioactive par des nanoparticules constituées dun element de densité elec- tronique, comme de lor, présentes a la surface de cellules tumorales (9) Les progres de la bio ingenierie et des nanotechnologies ouvrent aujourdhui des perspectives • • prometteuses celles de pouvoir Source filaire (iridium 192) V Sources scellées sphenques augmenter les effets des rayonnements ionisants a visée thérapeutique (radiothérapie) et (iode 125 palladium 103 de pouvoir enfin traiter des implantes dans la prostate) tumeurs jusque-la résistantes a tout traitement Maîs I utilisation en pratique medicale courante de particules d oxyde métallique de taille nano ou submicronique, pour augmenter I effet dun rayonnement externe (effet radiosensibihsant) ou faciliter I insertion de sources radioactives Microspheres Particules sub micron ques au sem de tumeurs et homo- (dYtnum 90 Rhénium 188 ou Holm um 166 (d Oxyde Holmium 166 injectées dans la généiser leffet thérapeutique injectées dans I artere hépatique) cavité per toneale ou dans les tumeurs) nécessitent encore des develop pements et des phases de A validation pour améliorer leur biocompatibihte et leur Schema représentatif de la disposition de la source radioactive au sein d un volume a traiter biodistnbution. •NANOBIOTIX Eléments de recherche : NANOXRAY : nanoparticules, toutes citations8418872300524/GBJ/AMR/2
    • JUIN 12 Mensuel Surface approx. (cm²) : 165614 RUE DE PROVIGNY N° de page : 34-3794236 CACHAN CEDEX - 01 47 40 67 00 Page 4/4 Mode daction de la technologie NanoXray de Nanobiotix Les nanoparticules sont injectées dans la cellule Sous leffet des rayons X de la radiothérapie classique (rayon vert), elles libèrent de lénergie provoquant la formation de radicaux libres (petits points rouges) Ces der- niers dégradent les organes de 3 cellule ainsi que lADN dans le noyau En bas a droite, nanoparticule NanoXray Nanobiotix, la nanomédecine du cancer Forte de sa position clé tées dans la tumeur, les les produits basés sur ce dans le domaine de la nanoparticules saccumu- concept simple devraient nanomédecine, Nanobiotix lent dans les cellules can- pouvoir couvrir lensemble est partie du principe que céreuses grâce à leur taille des applications de les nanotechnologies pour- spécifique (50 nm) et leur la radiothérapie. raient apporter une aide surface adaptée. Leurs NBTXR3, premier produit précieuse à la radiothérapie. propriétés physiques leur de la gamme NanoXray Lorsque lon veut irradier permettent de générer des composé de nanoparti- une tumeur, il est en effet quantités très importantes cules conçues pour être nécessaire, pour latteindre, délectrons lors de lexposi- injectées directement de passer à travers les tis- tion aux radiations ioni- dans la tumeur, fait sus sains en les endomma- santes, amplifiant de façon lobjet dune première geant et en causant poten- importante la dose déner- étude clinique chez des tiellement des effets gie létale dans la tumeur. patients atteints dun secondaires. Nanobiotix Lefficacité de la radio- sarcome des tissus mous. a développé une nouvelle thérapie est démultipliée Mais les indications approche thérapeutique alors même que la dose de couvrent, entre autres, innovante, basée sur des rayons X ayant traversé les le cancer primaire du foie, nanoparticules appelées tissus sains est inchangée. le glioblastome, le cancer « NanoXray ». Les NanoXray sont conçus rectal, le cancer de Les NanoXray sont conçues à partir de matériaux la prostate ou encore Microscopie electronique a transmission présentant pour augmenter la dose de inertes et ne génèrent les cancers de la tête et les nanoparticules NanoXray (en haut) et ces mêmes radiothérapie et son effica- un effet que pendant leur du cou. nanoparticules dans une cellule (en bas) cité dans la tumeur sans exposition à la radio- augmenter les lésions des thérapie. En adaptant Laurent Levy President du directoire tissus sains. Une fois injec- le mode dadministration, de NanobiotixNANOBIOTIX Eléments de recherche : NANOXRAY : nanoparticules, toutes citations8418872300524/GBJ/AMR/2