29/06/2015 - Utilisation de nanoparticules magnétiques dans la lutte contre les cellules tumorales

Menéame

La hyperthermie (augmentation de la température corporelle) est utilisé depuis des siècles pour combattre les tumeurs ou en réduire les effets. La recherche du physique Eneko Garaio a eu pour objet l'hyperthermie, mais en utilisant un autre système (nanoparticules magnétiques) pour augmenter la température corporelle. Ces nanoparticules absorbent l'énergie des champs magnétiques et la transforment en chaleur, qui est utilisée pour faire monter la température des tumeurs et les combattre. C'est précisément un article sur ce sujet publié en 2014 par Garaio, ainsi que quatre autres professeurs de l'UPV/EHU, dans le magazine Measurement Science and Technology a récemment reçu le prix Outstanding Paper Award.

Au cours des années 90, on a découvert que, sous l'action de champs magnétiques alternatifs, les nanoparticules magnétiques absorbent une grande quantité d'énergie. De cette découverte est née l'hyperthermie magnétique, une thérapie expérimentale contre le cancer dans laquelle des particules magnétiques stratégiquement placées dans les tumeurs deviennent source de chaleur. Les nanoparticules émettent sous forme de chaleur l'énergie qu'ils absorbent du champ magnétique alternatif qui leur est appliqué de l'extérieur, entraînant une augmentation de température des tumeurs.

Selon Garaio, ce système présente plusieurs avantages: "D'une part, les champs magnétiques utilisés ne sont pas nocifs pour l'organisme, c'est - à - dire ne produisent pas de chaleur, de sorte qu'ils n'affectent pas les zones saines du corps. D'autre part, les nanoparticules peuvent être entourées de ligaments. En général, les particules sont d'oxyde de fer, tandis que le ligament consiste en une couche élaborée avec des molécules organiques. Grâce à ce système, les nanoparticules peuvent adhérer aux cellules tumorales, sans affecter les cellules saines."

Il existe plusieurs méthodes pour élever la température, selon lesquelles les traitements d'hyperthermie sont classés. Dans l'hyperthermie par radiofréquence, par exemple, des courants électriques induits par des ondes électromagnétiques sont utilisés pour augmenter la température des tumeurs, et des antennes pour concentrer sur ces la chaleur. La mise en place de ces antennes à côté des tumeurs se fait par la chirurgie. Dans l'hyperthermie par échographie, le chauffage se fait par des vibrations; dans l'hyperthermie par laser, au lieu de cela, on excite par un laser infrarouge les nanoparticules d'or ou d'argent qui sont placées à côté des tumeurs pour chauffer les cellules tumorales.

L'hyperthermie, une technique ancienne avec de nouvelles applications

Selon Garaio, le résultat le plus pertinent de ses recherches est le suivant: "Nous avons fabriqué un instrument pour mesurer le taux d'absorption spécifique des nanoparticules; nous avons ensuite construit divers modèles pour calculer le taux d'absorption spécifique et pour savoir comment la forme, le matériau et les ligaments des nanoparticules changent." En ce qui concerne les tests de laboratoire, "nous avons induit une déficience dans les foies de trois souris, sans causer aucun dommage aux cellules saines de ces organes," souligne l'enquêteur.

L'efficacité de la chaleur contre les tumeurs était déjà connue par les médecins il y a plus de mille ans, et il y a environ 200 ans, les malades avaient de la fièvre, pour que la chaleur combatte les tumeurs. C'est là, en résumé, l'hyperthermie," explique Garaio. "Mais la chaleur ne doit pas être administrée dans n'importe quelle zone du corps, ni de quelque façon que ce soit: elle ne doit être appliquée qu'aux tumeurs, à une température qui oscille entre 41 et 46 °C. C'est l'intervalle de température dans lequel l'hyperthermie magnétique est plus efficace," souligne l'auteur de la thèse.

Renseignements complémentaires

Eneko Garaio Urabaien (Iruñea, 1985) est diplômé en physique et chercheur engagé dans l'UPV/EHU, université où il a réalisé la plupart du travail pour sa thèse (Development of Experimental Techniques for Magnetic Hyperthermia Therapy). Les professeurs de la Faculté de science et de technologie Fernando Plazaola (vice-recteur de recherche de l'UPV/EHU) et Jose Angel García ont dirigé la thèse de doctorat.

Références bibliographiques

E Garaio, J M Collantes, F Plazaola, J A Garcia, I Castellanos-Rubio. ‘A multifrequency eletromagnetic applicator with an integrated AC magnetometer for magnetic hyperthermia experiments', Measurement Science and Technology, 2014. Cet article a récemment reçu le prix Outstanding Paper Award de la revue Measurement Science and Technology.

H. Khurshid, J. Alonso, V. Sankar, Z. Nemati, M.H. Phan, H. Srikanth, E. Garayo, J.A. Garcia, ‘FeCo nanowires with enhanced heating powers and controllable dimensions for magnetic hyperthermia', Journal of Applied Physics, 2015.

E. Garaio, O. Sandre, J. M. Collantes, J. A. Garcia, S. Mornet, and F. Plazaola, ‘Specific absorption rate dependence on temperature in magnetic field hyperthermia measured by dynamic hysteresis losses (AC Magnetometry)', Nanotechnology, vol. 26, p. 015704.2015.

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