Des particules de taille nanométrique ont été conçues d’une nouvelle manière pour améliorer la détection des tumeurs dans le corps et dans les tissus de biopsie, rapporte une équipe de recherche en Suède. Cette avancée pourrait permettre d’identifier les tumeurs à un stade précoce avec des doses de rayonnement plus faibles.
Afin d’améliorer le contraste visuel des tissus vivants, l’imagerie de pointe s’appuie sur des agents tels que des colorants fluorescents et des biomolécules.
Les progrès de la recherche sur les nanoparticules ont élargi la gamme d’agents de contraste prometteurs pour des diagnostics plus ciblés, et maintenant une équipe de recherche du KTH Royal Institute of Technology a encore élevé la barre encore plus haut. Ils combinent des agents de contraste de fluorescence optique et aux rayons X en un seul activateur pour les deux modes.
Muhammet Toprak, professeur de chimie des matériaux au KTH, déclare que la synthèse d’agents de contraste introduit une nouvelle dimension dans le domaine de la bio-imagerie aux rayons X. La recherche a été rapportée dans le journal de l’American Chemical Society, ACS Nano.
« Cette conception unique de nanoparticules ouvre la voie au diagnostic in vivo des tumeurs, à l’aide de la tomodensitométrie par fluorescence aux rayons X (XFCT) », a déclaré Toprak.
Il dit que les nouvelles « nanoparticules noyau-enveloppe » peuvent avoir un rôle à jouer dans le développement de la théranostique, un portemanteau pour la thérapie et le diagnostic, dans lequel, par exemple, des particules uniques chargées de médicament pourraient à la fois détecter et traiter les tissus malins.
L’agent de contraste cœur-écorce tire son nom de son architecture : il consiste en une combinaison de cœur de nanoparticules au potentiel déjà établi en imagerie par fluorescence X, telles que l’oxyde de ruthénium et de molybdène (IV). Ce noyau est enfermé dans une coque composée de silice et de Cy5.5, un colorant émettant de la fluorescence dans le proche infrarouge pour les techniques d’imagerie optique telles que la microscopie optique et la spectroscopie.
Toprak dit que l’encapsulation du colorant Cy5.5 dans la coque de silice améliore la luminosité de l’agent et étend sa photo-stabilité, permettant la double approche d’imagerie optique/rayons X. De plus, la silice offre l’avantage de tempérer les effets toxiques des nanoparticules de noyau.
Des tests avec des souris de laboratoire ont montré que les agents de contraste XFCT permettent de localiser des tumeurs à un stade précoce de quelques millimètres seulement.
Toprak dit que la technologie ouvre la possibilité d’identifier les tumeurs à un stade précoce dans les tissus vivants. C’est parce que la présence de plusieurs agents de contraste augmente les chances que les zones malades apparaissent dans les scans, même si la distribution des nanoparticules est obscurcie par leur interaction avec des protéines ou d’autres molécules biologiques.
Des nanoparticules de tailles différentes, provenant du même matériau, ne semblent pas être distribuées dans le sang aux mêmes concentrations. C’est parce que lorsqu’ils entrent en contact avec votre corps, ils sont rapidement enveloppés dans diverses molécules biologiques, ce qui leur donne une nouvelle identité. »
Muhammet Toprak, professeur, chimie des matériaux, KTH Royal Institute of Technology
Une multitude d’agents de contraste pour XFCT permettrait d’étudier la biodistribution des nanoparticules in-vivo à l’aide de rayons X à faible dose, dit-il. Cela permettrait d’identifier la meilleure taille et la meilleure chimie de surface des nanoparticules pour le ciblage et l’imagerie souhaités de la région malade.
La source:
KTH, Institut royal de technologie
Référence de la revue :
Saladino, directeur général, et al. (2021) Nanoparticules optiques et fluorescentes aux rayons X pour la bioimagerie bimode. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c10127.