Nanovecteurs pour la radiothérapie: comment optimiser la couronne polymère de nanoparticules d'or

Grâce à des mesures de diffusion de rayons X et de neutrons sur des nanoparticules modèles, une équipe de l'Iramis établit des recommandations pour l'usage de nanoparticules d'or fonctionnalisées à des fins de thérapie anti-cancer: la couronne polymère doit être constituée à partir de monomères hydrophobes et chargés positivement.

La délivrance de médicaments par des nanoparticules au sein même des cellules est prometteuse pour le traitement du cancer mais soulève une série de questions. Ces nanoparticules s'agrègent-elles avant même d'être acheminées à destination ? Pénètrent-elles facilement dans les cellules cibles et y restent-elles ? Sont-elles toxiques ? L'infinie variété de ces nanovecteurs, ainsi que la difficulté à sonder leur comportement in situ, sont autant d'obstacles pour optimiser efficacement ces thérapies.

C'est pourquoi les chercheurs de l'Iramis ont étudié un ensemble de nanoparticules modèles qui toutes possèdent une structure identique et ne diffèrent que par leurs propriétés de surface. Leur choix s'est porté sur des coeurs en or - l'or étant radiosensibilisant - sur lesquels sont greffées différentes couronnes de polymères et copolymères de polyméthacrylate (CH2=C(CH3)COO−). Une modulation de la chimie des polymères permet de modifier les propriétés des nanoparticules sans altérer leur structure. Il leur est ainsi possible d'établir un comparatif fiable. Leur outil d'observation est la diffusion aux petits angles de rayons X (SAXS, Small Angle X-rays Scattering) et de neutrons (SANS, Small Angle Neutron Scattering).

Ils montrent que la copolymérisation entre des monomères hydrophobes et chargés positivement contribue à réduire significativement la toxicité des nano-objets tout en conservant une bonne "captation" cellulaire. À l'opposé, des charges négatives favorisent la diffusion dans la matrice extracellulaire.

Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec le LLB (Laboratoire Léon-Brillouin).

Références

Combining surface chemistry modification and in situ small-angle scattering characterization to understand and optimize the biological behavior of nanomedicines, Journal of Materials Chemistry B

Irradiation effects on polymer-grafted gold nanoparticles for cancer therapy, ACS Appl. Bio Mater

How do surface properties of nanoparticles influence their diffusion in the extracellular matrix ? A model study in Matrigel using polymer-grafted nanoparticles, Langmuir, sous presse

Improving 131I radioiodine therapy by hybrid polymer-grafted gold nanoparticles, Int. J. Nanomedicine