Faire mourir de chaud le cancer : Un matériau pour réparer l'os après l’ablation d’une tumeur

La prise en charge thérapeutique des cancers osseux primaires impliquent presque toujours une opération chirurgicale, suivie d’un traitement complémentaire comme la chimiothérapie ou la radiothérapie. En plus de la perte de masse osseuse, de nombreux effets secondaires dus à la faible sélectivité de ces traitements sont ainsi imposés aux patients. De nombreux essais cliniques ont montré qu’une augmentation de température entre 41 et 45 °C au niveau de la tumeur (hyperthermie), peut permettre d’augmenter la sensibilité des cellules cancéreuses aux traitements conventionnels, voire de provoquer directement leur destruction.

Un biomatériau couplant cette propriété d’hyperthermie à la capacité de promouvoir la régénération osseuse (bioactivité) serait donc très intéressant d’un point de vue clinique en tant que substitut osseux. Dans ce but, nous avons conçu un matériau nanométrique « multifonctions », basé sur des « cœurs » d’oxyde de fer (pour l’hyperthermie) entourés par une « coquille » de verre bioactif (pour la régénération tissulaire). Nous avons ensuite étudié ses propriétés magnétiques et sa bioactivité.

La capacité des particules à produire de la chaleur a été évaluée après avoir placé un flacon contenant une dispersion aqueuse de ces nanoparticules dans un champ magnétique alternatif en mesurant l’élévation de température. En effet, lors d’un changement de direction du champ magnétique, les particules magnétiques d’oxyde de fer vont chercher à aligner leur aimantation sur le champ magnétique. Ce processus de relaxation est exothermique et induit donc la chauffe du milieu environnant. Dans notre étude, nous avons proposé une méthodologie permettant une comparaison plus rigoureuse entre différents matériaux et travaux de recherche. En prenant en compte les limitations cliniques, nous avons montré qu’il était bien plus intéressant de travailler avec de faibles fréquences couplées à de fortes amplitudes de champ magnétique alternatif afin de permettre une chauffe optimale.

La bioactivité du matériau a été évaluée en immergeant les nanoparticules dans une solution simulant les fluides biologiques. Après 7 jours à 37°C, des cristaux d’apatite sont apparus à la surface des particules. Cette réaction est très intéressante, car l’apatite est un matériau proche de la partie minérale de l’os et permet une liaison intime entre le substitut osseux et les tissus environnants. Les particules ont également été mises en contact avec des cellules souches mésenchymateuses humaines afin de s’assurer de leur cytocompatibilité.
Ces nanoparticules cœur-coquille sont donc prometteuses en tant que « brique élémentaire » pour élaborer des matériaux de comblement à implanter après l’opération d’un cancer osseux.