Des chercheurs de Yıldız Technical University, de l’Université de Marmara et de l’Université d’Istanbul-Cerrahpaşa ont développé un patch thérapeutique à base de micro-aiguilles, fabriqué à l’aide d’une bio-imprimante 3D, afin de combiner chimiothérapie et thérapie photothermique au sein d’une même plateforme pour traiter le mélanome, l’un des types de cancer de la peau les plus agressifs.
Les travaux ont été menés au sein du Centre commun d’excellence, d’application et de recherche en biotechnologie de la santé (SABİOTEK), fondé en 2022 avec la participation des trois universités, et soutenu par le Conseil de la recherche scientifique et technologique de Turquie (TÜBİTAK) et les Instituts de santé de Turquie (TÜSEB). Le projet était dirigé par Cem Bülent Üstündağ, professeur de bio-ingénierie à l’Université technique de Yıldız et directeur de SABİOTEK.
Comment fonctionne le patch ?
Les micro-aiguilles en hydrogel contiennent deux substances fonctionnelles dans leur structure. Le 5-fluorouracile (5-FU), utilisé en tant qu’agent chimiothérapeutique, a été placé dans les extrémités des aiguilles afin de l’administrer directement dans la zone ciblée et d’en contrôler la libération. La base du système contient quant à elle des points quantiques de graphène d’une taille approximative comprise entre 5 et 10 nanomètres.
Lorsque les points quantiques de graphène sont exposés à la lumière, ils transforment l’énergie lumineuse en chaleur. Le système vise à élever localement la température à environ 42 degrés Celsius, ce qui pourrait perturber les processus cellulaires des cellules cancéreuses et activer les mécanismes de mort cellulaire programmée. La chaleur peut également contribuer à contrôler la libération de l’agent chimiothérapeutique par les micro-aiguilles.
Qu’est-ce qui change concrètement ?
L’idée centrale consiste à concentrer le traitement au niveau de la tumeur plutôt qu’à dépendre exclusivement de l’acheminement du médicament par la circulation sanguine. L’équipe de recherche estime que la réduction de la quantité de médicament atteignant le reste de l’organisme pourrait limiter les effets secondaires systémiques associés à la chimiothérapie, mais cet avantage demeure une hypothèse qui doit être démontrée lors d’étapes ultérieures et ne constitue pas un résultat clinique établi.
Pour fabriquer les micro-aiguilles, les chercheurs ont utilisé des biomatériaux à base d’alginate de sodium et de gélatine. Ils ont également comparé une gélatine produite en Turquie à un produit commercial international et ont déclaré que les résultats montraient des caractéristiques similaires, avant de poursuivre les travaux avec la gélatine locale.
Prochaine étape : la phase préclinique
Les tests en laboratoire sur des cellules cancéreuses sont terminés, tandis que les expérimentations animales nécessaires à la phase préclinique n’ont pas encore commencé. En cas de succès, il serait possible de passer aux études cliniques, des étapes que l’équipe décrit comme longues et coûteuses. Les résultats actuels n’indiquent donc pas qu’un traitement soit disponible pour les patients ni que le patch soit prêt à être utilisé médicalement.
L’équipe a présenté la technologie sous le titre 3D-Printed Microneedle Patch for the Treatment of Melanoma via Synergistic Chemotherapy and Photothermal Therapy et a déclaré avoir obtenu une médaille d’or ainsi que le prix spécial de la WIIPA lors d’un concours international. Elle a également déposé deux demandes de brevet : l’une concernant le système de micro-aiguilles et l’autre une plateforme d’essai mesurant la capacité des aiguilles à pénétrer la peau, les forces produites pendant l’application et leur atteinte des couches cutanées ciblées.
À l’avenir, les chercheurs envisagent d’utiliser le patch comme traitement topique complémentaire après l’exérèse chirurgicale de la tumeur, afin de traiter les cellules cancéreuses restantes dans la zone concernée. Toutefois, cette utilisation proposée doit elle aussi démontrer son efficacité et sa sécurité au moyen d’études précliniques et cliniques.