Une nouvelle stratégie pour protéger les os pendant le traitement du cancer utilise un système unique d'administration de médicaments

Les patients atteints de cancer qui reçoivent des radiations pendant leur traitement – ​​et environ la moitié le font – peuvent être confrontés à un défi moins connu : la perte osseuse. Le traitement vital des cancers de la tête et du cou, du sein, du col de l’utérus, de la prostate et même des yeux peut endommager les cellules qui maintiennent la solidité des os.

Mais la faculté de médecine de l'Université Duke et le MD Anderson Cancer Center de l'Université du Texas ont développé une nouvelle stratégie pour protéger les os pendant le traitement du cancer en utilisant un système unique d'administration de médicaments avec de minuscules supports. Les chercheurs ont protégé les cellules osseuses chez la souris après une radiothérapie en ciblant une protéine spécifique avec un médicament récemment approuvé.

Leur étude publiée le 29 novembre dans Médecine translationnelle scientifique pourrait aider à résoudre le problème courant de la perte osseuse induite par les radiations, qui peut rendre les patients sujets à des fractures osseuses des années après avoir guéri du cancer.

“À mesure que de plus en plus de patients survivent au cancer, l'accent n'est pas seulement mis sur la bataille primaire, mais également sur la garantie d'une meilleure qualité de vie au-delà du traitement”, a déclaré l'auteur principal de l'étude, Colleen Wu, Ph.D., professeur adjoint en chirurgie orthopédique et biologie cellulaire. , et en pharmacologie et biologie du cancer à la Duke University School of Medicine.

Réutilisation pour la protection des os

Wu, une filiale du Duke Regeneration Center, étudie le rôle des cellules progénitrices du squelette dans la régénération osseuse. Les cellules contribuent à la formation du cartilage et des os. Mais pourrait-on compter sur eux pour sauver les os après une exposition aux radiations ?

Les chercheurs ont découvert que la suppression du facteur spécifique appelé facteur 2a inductible par l’hypoxie avec le médicament PT2399 pourrait protéger les cellules formant les os des radiations. Il s'agit d'une nouvelle utilisation potentielle du médicament que la Food and Drug Administration américaine a approuvé il y a deux ans pour traiter certains types de cancers du rein.

Également connu sous le nom de belzutifan, il s'appelait PT2399 lors du développement à l'UT Southwestern en tant qu'inhibiteur de HIF-2.

Lorsque les chercheurs ont utilisé le médicament pour inhiber HIF-2, il a augmenté le nombre de cellules progénitrices du squelette et amélioré leur capacité à former de nouveaux os.

Selon l'étude, 14 jours après l'exposition aux radiations, les souris sans HIF-2 avaient 2,5 fois plus de cellules Lepr-tdTm+, un type de cellule progénitrice squelettique, par rapport à un groupe témoin.

Cependant, les altérations génétiques dans le modèle murin peuvent ne pas refléter exactement une réponse humaine, et les auteurs notent qu'il existe de nombreux types de cellules osseuses, notamment les ostéoblastes, les adipocytes et les progéniteurs stromaux. La variabilité peut avoir un impact sur la façon dont les différentes cellules réagissent à la radiothérapie.

Livraison précise pour un impact maximal

L’un des défis liés à l’utilisation des inhibiteurs de HIF-2 à des fins thérapeutiques est le développement de l’anémie. HIF-2 régule l'expression de l'érythropoïétine (EPO), un facteur de croissance nécessaire à la production de globules rouges. L'administration systémique d'inhibiteurs de HIF-2 entraîne souvent une diminution de l'expression de l'EPO et, par conséquent, une anémie.

“Malheureusement, 90 % des patients qui reçoivent ce traitement développent une anémie”, a déclaré Wu. “En fait, nous avons également observé des signes d'anémie chez nos animaux traités systémiquement avec l'inhibiteur HIF-2, PT2399.”

Pour résoudre le problème, Wu et le co-auteur de l'étude Cullen M. Taniguchi, MD, Ph.D. du MD Anderson, s'est tourné vers les ingénieurs biomédicaux.

Shyni Varghese, Ph.D., professeur de génie biomédical, de génie mécanique, de science des matériaux et de chirurgie orthopédique à l'Université Duke, a dirigé le développement d'une formulation nanoporteuse ciblant les os de PT2399.

En raison de leur taille, les nanoporteurs, qui peuvent être plus petits que l’épaisseur d’une mèche de cheveux, peuvent transporter les médicaments jusqu’aux cellules.

“En administrant le PT2399 directement dans l'os, nous avons découvert que non seulement nous pouvions prévenir les lésions osseuses après une exposition aux radiations, mais que nous pouvions également empêcher le développement de l'anémie”, a déclaré Wu.

En travaillant ensemble, les scientifiques ont testé une nouvelle utilisation d'un médicament connu et l'ont utilisé d'une manière unique pour réduire ses effets secondaires.

“Cela met en évidence la valeur du travail collaboratif en science”, a déclaré Wu. “Sans le soutien et l'expertise combinés, nous n'aurions pas pu mener à bien ce travail et faire une découverte aussi passionnante avec des applications cliniques pour le traitement de la perte osseuse radio-induite.”