Nanozymes inorganiques agissant comme agents thérapeutiques et agents de contraste en IRM et TEP


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Crédit photo : domaine public CC0

Le groupe CIC biomaGUNE Molecular and Functional Biomarkers a développé une méthode micro-ondes synthétique rapide et peu coûteuse pour produire des nanoparticules de ferrite de manganèse ultra-petites qui agissent comme des agents de multimodaux avancés en imagerie par résonance magnétique (IRM) et en tomographie par émission de positrons () . ); ils ont également une activité catalytique intracellulaire, permettant d’induire une réduction de croissance tumorale sans précédent pour des matériaux de ce type dans un modèle préclinique de cancer du sein. Les résultats de cette recherche, publiés par la revue Petitmontrent que ces nanoparticules ont des propriétés robustes pour des applications nanobiotechnologiques.

Les nanoparticules ultra-petites de ferrite de manganèse sont composées de fer, de manganèse et d’oxygène ; Ce sont des particules d’oxyde de fer d’une taille d’environ 4 nanomètres, avec du manganèse intégré dans leur structure cristalline. Traditionnellement, ces particules sont produites par des procédés organiques chronophages qui nécessitent de longues phases de purification. Dans ces cas, leur enrobage organique rendait impossible leur en milieu aqueux ou biologique. Cependant, en employant une méthode rapide assistée par micro-ondes dans ce travail, « nous avons pu montrer qu’il est possible de produire ces nanoparticules hydrosolubles prêtes à l’emploi aussi bien dans les cellules que dans les études précliniques, et en même temps très efficacement comme agents de contraste pour l’IRM et comme agents imitant la catalase. » nanozymes. De plus, cette synthèse permet le marquage de radio-isotopes à des fins de contraste de l’imagerie TEP, élargissant leur application en bioimagerie », a déclaré Susana Carregal, chercheuse associée au CIC biomaGUNE et CIBERES.

Dans cette étude, le groupe de recherche de Carregal « a prouvé, à la fois in vitro et dans des études précliniques sur le cancer du sein, que ces nanoparticules réduisent le peroxyde d’hydrogène et augmentent les niveaux d’oxygène dans les cellules tumorales. Ces deux petites molécules contrôlent des fonctions cellulaires importantes avec un impact direct sur l’apparition de maladies telles que la fibrose pulmonaire ou le cancer, ces nanozymes pourraient donc être utilisées dans des traitements où la régulation de ces métabolites est cruciale », explique Carregal.

Une bibliothèque de nanoparticules aux propriétés magnétiques et catalytiques différentes

En apportant de petites modifications, ce groupe de recherche a créé une bibliothèque de 14 particules aux propriétés magnétiques et catalytiques différentes : « Nous pouvons contrôler la quantité de manganèse que nous mettons dans les particules sans modifier les propriétés comme la charge ou la taille qui sont importantes à respecter.  » leur biosécurité et leur biodistribution dans l’organisme. En ajustant la quantité de manganèse, nous pouvons faire en sorte que les nanozymes prennent différentes propriétés d’imagerie et catalytiques », a déclaré le Dr Carregal.

« Le fait que la TEP puisse être effectuée simultanément avec l’IRM et que les particules elles-mêmes montrent une atténuation de la croissance tumorale est une avancée remarquable. Cela ne s’était jamais produit auparavant. Habituellement, les particules seules n’avaient aucun effet sur la croissance tumorale », a déclaré Carregal. Ces applications prometteuses ouvrent de nouvelles voies pour le développement de médicaments théranostiques plus efficaces (médicaments remplissant à la fois des fonctions thérapeutiques et diagnostiques). « Il s’agit essentiellement d’une étude préliminaire montrant le potentiel de ces matériaux », a-t-elle ajouté.

Le chercheur a insisté sur le fait qu’« il reste encore un long chemin à parcourir. Bien que nous ayons développé une méthode de synthèse plus efficace et moins coûteuse et démontré son impact sur la biologie cellulaire, l’étude des mécanismes d’adaptation des métabolites est loin d’être complète, la biosécurité nécessiterait d’être approfondie.

Le groupe de recherche a fourni un outil précieux dans le domaine des nanozymes, « non seulement grâce à leur efficacité catalytique, mais aussi grâce à leur utilisation combinée comme agent de contraste multimodal. Cependant, de nombreuses recherches restent à faire avant que leur portée potentielle ne soit prouvée dans des applications pouvant avoir un impact sur la société », a conclu Carregal.


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Plus d’information:
Susana Carregal-Romero et al, Ferrites de manganèse ultrapetits pour l’activité mimant la catalase in vivo et la bioimagerie multimodale, Petit (2022). DOI : 10.1002/petit.202106570

Fourni par CIC biomaGUNE

citation: Nanozymes agissant comme agents thérapeutiques et de contraste en IRM et TEP (2022, 30 mars), récupéré le 30 mars 2022 sur https://phys.org/news/2022-03-inorganic-nanozymes-therapeutic-contrast-agents .html

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