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Le glioblastome est l’un des pires cancers. Il s’agit de la plus fréquente et de la plus agressive de toutes les tumeurs cérébrales, et elle est incurable. Les patients doivent souvent subir une chirurgie, une chimiothérapie et une radiothérapie pour n’avoir finalement que moins de 10 % de chances de survie cinq ans après le diagnostic.
Les chercheurs qui s’efforcent depuis longtemps de découvrir un traitement se heurtent à un mur, tant sur le plan conceptuel que littéral. Comme l’explique Paolo Decuzzi, chercheur principal et professeur à l’Institut italien de technologie: «Le principal problème du glioblastome est qu’il est “protégé” par la barrière biologique la plus imperméable: la barrière hématoencéphalique. Les puissants agents chimiothérapeutiques, les oligonucléotides pour la thérapie ciblée, les anticorps pour les immunothérapies et les nanomédicaments conventionnels éprouvent d’énormes difficultés à franchir cette barrière. Et, dans les rares cas où elles y parviennent, les molécules thérapeutiques ne se répartissent pas uniformément dans les cellules tumorales et laissent dans le cerveau des cellules malignes résiduelles qui se réactivent quelques mois après l’opération.»
Paolo Decuzzi pense que la solution pourrait résider dans une nouvelle génération de systèmes implantables d’administration de médicaments. Dans le cadre du projet POTENT, financé par l’UE et soutenu par le Conseil européen de la recherche (CER), il a mis au point mMESH, un système d’administration qui peut être compartimenté pour accueillir différents agents thérapeutiques tels que des petites molécules médicamenteuses, des peptides, des anticorps, des ARN et des nanomédicaments.
Un système d’administration intelligent
Contrairement aux plaquettes implantables actuelles, qui sont trop rigides pour s’adapter à la surface de la tumeur, mMESH est constitué d’une grille (maille) microscopique de souches polymériques qui peuvent facilement se conformer à des surfaces biologiques aux géométries complexes. Cela facilite grandement l’interaction entre le système d’administration de médicaments et les tissus malins environnants, assurant ainsi une distribution uniforme des agents thérapeutiques.
«Notre solution est également meilleure que les gels injectables», fait remarquer Paolo Decuzzi. «Ces gels remplissent toute la cavité réséquée et apportent souvent des doses excessives de médicaments au cerveau, ce qui entraîne des effets neurotoxiques. En comparaison, mMESH libère les bonnes concentrations de médicaments, se limite aux marges de la tumeur et propulse les médicaments plus profondément dans le tissu malin.»
Ce qui est vraiment intéressant avec mMESH, c’est que les compartiments de médicaments fonctionnent selon une séquence bien définie. Le premier compartiment se dissout en quelques heures à quelques jours et libère les agents chimiothérapeutiques les plus puissants. Le deuxième compartiment suit avec des molécules qui renforcent la chimiothérapie et sont libérées sur plusieurs semaines ou mois. Comme le souligne Paolo Decuzzi: «Le type d’agent thérapeutique et sa vitesse de libération peuvent être affinés au cours du processus de fabrication et adaptés aux besoins spécifiques du patient. L’utilisation de thérapies combinées complexes est particulièrement importante dans le cas du glioblastome qui se caractérise par son hétérogénéité biologique dans l’espace et dans le temps.»
mMESH est également composé de petites quantités de polymères biodégradables, ce qui signifie qu’il se dissoudra complètement sans induire de neurotoxicité significative. Les modèles précliniques démontrent déjà une amélioration considérable du taux de survie par rapport aux normes cliniques actuelles.
Le projet s’est achevé en 2020, mais Paolo Decuzzi a activement optimisé et développé d’autres applications pour mMESH. «Nous testons différents agents thérapeutiques permettant de délivrer des anticorps pour les immunothérapies et des cocktails de molécules d’ARN pour améliorer encore la sélectivité et l’efficacité du traitement. Nous procédons également à plusieurs caractérisations mécaniques. L’idée est d’améliorer la stabilité et la capacité de mMESH à se conformer à des surfaces chirurgicales complexes et à délivrer des médicaments encore plus profondément dans le tissu malade. Enfin, nous sommes impliqués dans différents “accélérateurs de biotechnologie” pour contribuer au lancement d’une société qui pourrait attirer des investisseurs, des fondations privées/publiques et des associations de patients afin de soutenir davantage le développement préclinique et l’intégration clinique de notre technologie d’administration de médicaments.» Si tout se déroule comme prévu, les essais cliniques pourraient commencer d’ici deux à quatre ans.