En 2023, on décelait 52 777 nouveaux cas de cancer du poumon en France, lui permettant ainsi de se hisser à la deuxième place du cancer le plus fréquent chez l’homme (avec un taux d’incidence en légère baisse) et à la troisième chez la femme (avec un taux d’incidence en forte hausse). Il s’agit aussi de la première cause de décès par cancer dans l’Hegaxone avec un taux de survie nette à cinq ans plutôt mauvais. Pourtant, les traitements ne manquent pas pour supprimer la tumeur ou les métastases, réduire le risque de récidive, ralentir le développement de la maladie et prévenir et traiter les symptômes ainsi que les complications associés pour assurer une qualité de vie plus agréable au patient.
Toutefois, les trois traitements possibles, à savoir la chirurgie, la radiothérapie et les traitements médicamenteux comme la chimiothérapie, les thérapies ciblées ou encore l’immunothérapie utilisés seuls ou associés, peuvent donner des résultats décevants. Dans le cas de la chimiothérapie conventionnelle, on constate notamment un potentiel de ciblage très limité et une accumulation lente au sein des poumons. De nombreux scientifiques cherchent donc de nouvelles pistes pour révolutionner le traitement de ce cancer difficile à soigner. Dans une étude publiée le 12 juin 2024 dans Science Advances, une équipe d’ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego présente par exemple ses microrobots biohybrides, une approche innovante à base d’algues qui pourrait fortement améliorer le pronostic pour les patients.
Des microrobots contre le cancer du poumon
Cinq années furent nécessaires à l’équipe de chercheurs pour développer ces microrobots qui combinent la biologie et la nanotechnologie. Minuscules, ils se composent en effet aussi bien de matériaux naturels que synthétiques. Seuls, les microrobots synthétiques à base de matériaux métalliques ou polymériques peuvent être difficiles à fabriquer, comporter un risque de toxicité pour l’organisme et avoir du mal à se déplacer dans le corps.
Des algues pour améliorer le dispositif
Pour dépasser ces obstacles, les scientifiques ont ici décidé d’utiliser des algues biocompatibles, Chlamydomonas reinhardtii, reconnues comme sans danger pour la santé humaine par la Food and Drug Administration (ou FDA, l’institution américaine chargée de la surveillance des denrées alimentaires et des médicaments). Elles permettent ainsi aux microrobots de se mouvoir plus efficacement à travers les poumons pour délivrer la médication au sein même des tumeurs sans pour autant être toxiques pour l’organisme. Ces algues possèdent en effet un appendice comparable à un cheveu qui leur permet de se propulser à travers les organes. Par ailleurs, elles rendent cette technologie beaucoup moins onéreuse à produire.
Ces robots microscopiques, surnommés algae-NP(DOX)-robot, sont également recouverts de nanoparticules en polymère biodégradable sphériques sur lesquelles sont appliqués les médicaments, ici la doxorubicine. À cela s’ajoutent par ailleurs des membranes de globules rouges. Cette protection supplémentaire joue ici un rôle important puisque cela protège les nanoparticules face au système immunitaire, permettant ainsi au médicament de rester dans les organes plus longtemps afin d’agir plus efficacement sur les tumeurs métastatiques. « Cela fait office de camouflage. Ce revêtement permet aux nanoparticules de passer pour des globules rouges et elles ne risquent ainsi pas de provoquer une réponse immunitaire », explique Zhengxing Li, l’un des co-auteurs de l’étude qui est aussi étudiant doctorant en nano-ingénierie.
Une approche prometteuse face au cancer et aux maladies du poumon
Ce n’est pas la première fois que cette équipe utilise cette technologie. Au cours de précédents travaux, les premiers à utiliser des microrobots pour soigner la pneumonie dans les poumons de souris vivantes, les chercheurs avaient cette fois employé des antibiotiques et d’autres combinaisons de nanoparticules. Ces recherches fructueuses purent ainsi servir de base pour la présente étude et pourront par le même temps influencer la création d’autres futurs traitements pour des maladies mortelles au niveau des tissus pulmonaires.
Au cours de ces recherches sur des souris souffrant d’un mélanome métastasé au niveau des poumons, les microrobots ont pu être administrés au sein des organes grâce à un tube très fin inséré dans la trachée. Grâce au traitement, les rongeurs ont pu vivre 40 % plus longtemps en moyenne, passant ainsi de 27 jours de survie chez le groupe témoin (des animaux non traités ou alors simplement avec le médicament ou les nanoparticules sans les algues) à 37 jours grâce aux microrobots améliorés avec les Chlamydomonas.
D’après Zhengxing Li, cela s’explique par « le mouvement de nage active des microrobots » qui a « significativement amélioré la distribution de médicament dans les tissus pulmonaires profonds tout en prolongeant la durée de rétention », ce qui a aussi permis d’inhiber la croissance des tumeurs métastasées et de « réduire la posologie du médicament, diminuant ainsi les effets secondaires potentiels tout en maintenant un taux de survie très élevé ».
Néanmoins, ce traitement contre le cancer du poumon n’arrivera pas tout de suite dans les hôpitaux. L’équipe doit en effet poursuivre ses recherches, cette fois chez des animaux plus gros, avant d’espérer pouvoir mener des essais cliniques chez l’humain.
Consultez l’étude complète en suivant ce lien.