Le mot peut sembler futuriste.
Nanomédicament.
On pourrait imaginer de minuscules robots circulant dans le corps pour rechercher et détruire les cellules cancéreuses.
La réalité est différente… mais tout aussi intéressante.
Un nanomédicament utilise des structures extrêmement petites, mesurées à l’échelle du nanomètre, pour transporter, protéger ou modifier la manière dont un médicament agit dans l’organisme.
En oncologie, ces technologies peuvent notamment servir à transporter une chimiothérapie ou d’autres molécules thérapeutiques.
Certaines sont déjà utilisées chez des patients depuis plusieurs années. D’autres font actuellement l’objet de recherches pour transporter des médicaments, de l’ARN ou des agents capables de stimuler le système immunitaire contre les tumeurs.
Un nanomètre, c’est vraiment petit comment ?
Un nanomètre correspond à un milliardième de mètre.
À cette échelle, les matériaux peuvent présenter des propriétés différentes de celles qu’ils possèdent lorsqu’ils sont utilisés sous une forme plus grande.
En médecine, les chercheurs exploitent ces propriétés pour créer différentes structures :
- liposomes ;
- nanoparticules lipidiques ;
- nanoparticules polymériques ;
- micelles ;
- nanoparticules métalliques ;
- conjugués associant un médicament à différents matériaux.
Toutes ne fonctionnent pas de la même manière.
Le terme nanomédicament désigne donc une famille très large de technologies et non un traitement unique. L’Agence européenne des médicaments dispose d’ailleurs de recommandations spécifiques pour leur développement et leur évaluation.
Pourquoi utiliser des nanoparticules contre le cancer ?
Lorsqu’un médicament anticancéreux est administré de manière classique, il circule généralement dans l’ensemble de l’organisme.
Le problème est qu’il ne rencontre pas uniquement les cellules cancéreuses.
Il peut également atteindre des tissus sains.
C’est l’une des raisons pour lesquelles certains traitements provoquent des effets secondaires.
L’idée de la nanomédecine est notamment de créer une sorte de véhicule microscopique capable de transporter un médicament d’une manière différente.
Imaginez :
Le principe actif est le passager. La nanoparticule est son véhicule.
Le véhicule peut protéger le médicament, modifier sa circulation dans le sang ou influencer les endroits où il s’accumule.
Comment fonctionne un nanomédicament ?
Le principe dépend de la technologie utilisée.
Prenons un exemple simplifié.
1. Le médicament est encapsulé
Une molécule anticancéreuse peut être enfermée dans une nanoparticule.
Cette enveloppe peut être constituée notamment :
- de lipides ;
- de polymères ;
- d’autres matériaux biocompatibles.
2. La nanoparticule circule dans l’organisme
La formulation peut modifier la durée pendant laquelle le médicament reste dans la circulation sanguine.
Elle peut également empêcher une libération trop rapide du principe actif.
3. Sa distribution peut être modifiée
Selon sa taille et ses propriétés, la nanoparticule peut avoir une distribution différente de celle du médicament libre.
Certaines formulations sont conçues pour favoriser davantage l’exposition de la tumeur au traitement.
4. Le médicament est libéré
Une fois arrivé dans certaines zones de l’organisme, le principe actif peut progressivement être libéré.
Le but recherché peut être d’obtenir une meilleure concentration du médicament à l’endroit souhaité tout en modifiant son exposition dans les autres tissus.
Les nanoparticules ciblent-elles automatiquement les cellules cancéreuses ?
Non.
C’est une nuance essentielle.
On entend parfois :
« Les nanoparticules vont directement dans la tumeur et évitent complètement les cellules saines. »
C’est beaucoup trop simpliste.
Une partie des nanomédicaments repose sur ce que l’on appelle le ciblage passif.
Certaines tumeurs possèdent des vaisseaux sanguins présentant des caractéristiques particulières qui peuvent favoriser l’accumulation de certaines nanoparticules.
Mais cet effet varie fortement :
- selon le type de cancer ;
- selon le patient ;
- selon la taille de la tumeur ;
- selon sa vascularisation ;
- selon son microenvironnement.
La recherche tente précisément de mieux comprendre pourquoi certaines nanoparticules atteignent efficacement certaines tumeurs alors que d’autres y parviennent beaucoup moins bien.
Qu’est-ce que le ciblage actif ?
Les chercheurs développent également des nanoparticules capables de reconnaître certaines caractéristiques présentes à la surface des cellules.
On peut fixer sur leur surface :
- un anticorps ;
- un peptide ;
- une protéine ;
- une autre molécule capable de reconnaître une cible biologique.
L’objectif est de favoriser l’interaction de la nanoparticule avec certaines cellules.
On pourrait comparer cela à une adresse inscrite sur un colis.
Mais là encore, la réalité biologique est complexe.
Avoir une « adresse » ne garantit pas que toutes les nanoparticules atteindront uniquement la tumeur.
Existe-t-il déjà des nanomédicaments contre le cancer ?
Oui.
La nanomédecine n’est pas uniquement une technologie du futur.
Plusieurs formulations nanotechnologiques sont déjà utilisées en oncologie.
La doxorubicine liposomale
La doxorubicine est une chimiothérapie utilisée contre plusieurs cancers.
Dans certaines formulations, elle est enfermée dans de minuscules structures lipidiques appelées liposomes.
Cette formulation modifie la distribution du médicament dans l’organisme et son profil de toxicité.
La doxorubicine liposomale est notamment utilisée dans certaines situations en oncologie.
Le nab-paclitaxel
Le paclitaxel est une autre chimiothérapie bien connue.
Dans le nab-paclitaxel, le médicament est associé à des nanoparticules d’albumine.
Cette formulation est utilisée notamment dans certains cancers :
- du sein ;
- du pancréas ;
- du poumon.
Le National Cancer Institute cite notamment les formulations à base de doxorubicine liposomale et de nab-paclitaxel parmi les exemples connus de nanothérapies déjà passées en pratique clinique.
Quels avantages peuvent offrir les nanomédicaments ?
Selon la formulation, ils peuvent permettre :
Une meilleure solubilité
Certaines molécules anticancéreuses se dissolvent difficilement.
Les nanoparticules peuvent faciliter leur administration.
Une protection du médicament
Le principe actif peut être protégé contre une dégradation trop rapide.
Une libération différente
Le médicament peut être libéré progressivement ou dans certaines conditions particulières.
Une distribution différente dans l’organisme
La nanoparticule peut modifier les tissus exposés au médicament.
Une modification de certains effets secondaires
Dans certaines situations, une formulation nanométrique peut réduire certaines toxicités.
Mais attention :
Un nanomédicament n’est pas automatiquement moins toxique qu’un médicament classique.
Son profil d’effets secondaires est simplement susceptible d’être différent.
Les nanomédicaments peuvent-ils éviter la chimiothérapie ?
Pas nécessairement.
C’est une autre idée reçue.
Un nanomédicament peut parfaitement contenir une chimiothérapie.
La différence réside alors dans la manière dont cette chimiothérapie est :
- transportée ;
- distribuée ;
- protégée ;
- libérée.
La nanomédecine ne remplace donc pas nécessairement les traitements anticancéreux classiques.
Elle peut plutôt chercher à les améliorer.
Peut-on envoyer le traitement uniquement dans la tumeur ?
C’est l’un des grands objectifs de la recherche.
Mais aujourd’hui, il n’existe pas de nanoparticule capable de garantir que 100 % du médicament ira uniquement dans les cellules cancéreuses.
Le corps humain est beaucoup trop complexe.
Une nanoparticule peut notamment être :
- captée par le foie ;
- éliminée par certains organes ;
- reconnue par le système immunitaire ;
- empêchée d’entrer profondément dans certaines tumeurs.
Le microenvironnement tumoral constitue également une véritable barrière.
C’est pourquoi la recherche travaille autant sur la manière dont les nanoparticules circulent que sur le médicament qu’elles transportent.
Quel rapport avec le PEG et les POx ?
C’est ici que le lien avec notre précédent article devient particulièrement intéressant.
Certaines nanoparticules sont recouvertes de polyéthylène glycol (PEG).
Cette couche peut notamment aider à modifier leurs interactions avec les protéines du sang et leur comportement dans l’organisme.
Mais certaines personnes possèdent des anticorps anti-PEG, ce qui peut compliquer l’utilisation répétée de certaines formulations.
Les chercheurs étudient donc des alternatives, notamment les polyoxazolines (POx).
Ces nouveaux polymères pourraient à terme permettre de concevoir certains nanomédicaments avec des propriétés différentes.
La recherche est toutefois encore en cours.
Peut-on transporter autre chose qu’une chimiothérapie ?
Oui.
C’est probablement l’un des aspects les plus prometteurs de la nanomédecine.
Les nanoparticules peuvent potentiellement transporter :
- des médicaments classiques ;
- des protéines ;
- de l’ARN messager ;
- des petits ARN ;
- du matériel génétique ;
- des molécules stimulant le système immunitaire.
Les chercheurs étudient notamment leur utilisation en immunothérapie.
Des nanoparticules peuvent être conçues pour transporter des antigènes ou des molécules immunostimulantes afin d’aider le système immunitaire à mieux reconnaître et attaquer les cellules tumorales. Le NCI considère aujourd’hui la délivrance de traitements immunomodulateurs et les plateformes d’ARN parmi les axes importants de recherche en nanotechnologie anticancéreuse.
Et les vaccins personnalisés contre le cancer ?
La nanotechnologie pourrait également jouer un rôle dans certains vaccins thérapeutiques contre le cancer.
Le principe est différent d’un vaccin préventif classique.
Les chercheurs peuvent identifier certaines anomalies présentes dans la tumeur d’un patient puis tenter d’apprendre au système immunitaire à les reconnaître.
Des nanoparticules lipidiques peuvent servir de véhicules pour transporter de l’ARN contenant ces instructions.
C’est une technologie particulièrement étudiée dans le développement de vaccins thérapeutiques personnalisés.
Mais beaucoup de ces approches restent encore expérimentales.
Peut-on utiliser des nanoparticules pour diagnostiquer un cancer ?
Oui, c’est également un domaine important de recherche.
Certaines nanoparticules peuvent être conçues comme agents de contraste ou comme outils permettant de détecter des caractéristiques biologiques particulières.
Les chercheurs explorent leur utilisation pour :
- améliorer certaines techniques d’imagerie ;
- détecter des biomarqueurs ;
- visualiser plus précisément certaines tumeurs ;
- suivre la réponse au traitement.
Le NCI étudie notamment leur potentiel pour améliorer la détection précoce, le diagnostic et le suivi thérapeutique.
Qu’est-ce qu’un « théranostic » ?
Un concept particulièrement intéressant est celui de théranostic.
Le mot combine :
thérapie + diagnostic.
Une même nanoparticule pourrait théoriquement :
- aider à localiser une tumeur ;
- transporter un traitement ;
- permettre de suivre son efficacité.
Cette approche est encore largement étudiée, mais elle illustre le potentiel de la médecine personnalisée.
La Belgique travaille-t-elle sur les nanomédicaments ?
Oui.
La recherche belge est active dans ce domaine.
À la KU Leuven, par exemple, le NanoHealth and Optical Imaging Group étudie l’utilisation de nanomatériaux pour le cancer, notamment leur capacité à atteindre les tumeurs et leur potentiel thérapeutique seuls ou en combinaison avec des traitements comme la chimiothérapie et l’immunothérapie.
D’autres équipes universitaires belges travaillent également sur :
- les nanoparticules lipidiques ;
- le transport de l’ARN ;
- les systèmes de délivrance ciblée ;
- l’immunothérapie ;
- l’imagerie moléculaire.
La Belgique participe ainsi à un domaine de recherche international qui tente de transformer progressivement ces technologies en traitements utilisables chez les patients.
Pourquoi tous les nanomédicaments expérimentaux n’arrivent-ils pas jusqu’aux patients ?
Une technologie peut fonctionner parfaitement en laboratoire et beaucoup moins bien chez l’être humain.
Avant d’être utilisée comme médicament, une nanoparticule doit notamment démontrer :
- sa stabilité ;
- sa reproductibilité industrielle ;
- sa biodistribution ;
- son efficacité ;
- sa sécurité ;
- son élimination par l’organisme.
Les autorités réglementaires doivent également comprendre précisément comment la taille, la composition et la surface des nanoparticules influencent leur comportement biologique.
L’EMA publie pour cette raison des recommandations spécifiques concernant le développement et l’évaluation des nanomédicaments.
Les nanomédicaments sont-ils l’avenir du traitement du cancer ?
Ils feront probablement partie de cet avenir, mais ils ne remplaceront pas tous les traitements actuels.
La chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie, les thérapies ciblées et l’immunothérapie continueront à jouer des rôles essentiels.
La nanomédecine pourrait surtout permettre de rendre certains traitements :
- mieux transportés ;
- plus stables ;
- mieux distribués ;
- plus personnalisés ;
- parfois mieux tolérés.
Elle pourrait également ouvrir la voie à des traitements aujourd’hui difficiles à administrer, notamment certaines thérapies à ARN.
À retenir
Un nanomédicament utilise des structures extrêmement petites pour modifier la manière dont un traitement est transporté, distribué ou libéré dans l’organisme.
En oncologie, ces technologies peuvent servir à transporter :
- des chimiothérapies ;
- des médicaments ciblés ;
- de l’ARN ;
- des molécules d’immunothérapie.
Certains nanomédicaments sont déjà utilisés aujourd’hui, notamment certaines formulations liposomales ou à base de nanoparticules. D’autres approches beaucoup plus sophistiquées restent expérimentales.
Et surtout :
Une nanoparticule n’est pas un minuscule robot qui cherche automatiquement les cellules cancéreuses.
C’est avant tout un système de transport extrêmement sophistiqué, conçu pour essayer d’améliorer la manière dont un traitement se comporte dans l’organisme.
Le défi des prochaines années sera de mieux comprendre quels patients, quelles tumeurs et quels médicaments peuvent réellement bénéficier de ces technologies.
Pour aller plus loin
La recherche contre le cancer développe de nouvelles façons de transporter, cibler et délivrer les traitements. Nanoparticules, polymères, thérapies ciblées ou ARN : ces innovations ouvrent de nouvelles perspectives pour améliorer l’efficacité des traitements et leur distribution dans l’organisme.
- Polyéthylène glycol (PEG) et POx : pourquoi les chercheurs développent-ils de nouveaux matériaux pour les médicaments ?
- Cancer du pancréas : le daraxonrasib et les nouvelles thérapies ciblées, où en est-on en Belgique ?
- Découvrir les dernières avancées de la recherche contre le cancer
- Comprendre les différentes phases du parcours face au cancer
- Trouver un professionnel de santé ou de l’accompagnement en oncologie
À retenir : un nanomédicament n’est pas un « nanorobot » capable de rechercher seul les cellules cancéreuses. Il s’agit d’une formulation utilisant des structures extrêmement petites pour modifier la façon dont un médicament est transporté, protégé, distribué ou libéré dans l’organisme.
Sources
Les informations présentées dans cet article s’appuient sur des ressources scientifiques et institutionnelles consacrées à la nanomédecine et à ses applications en oncologie.
- National Cancer Institute (NCI) – Nanotechnology in Cancer : recherche sur les nanotechnologies appliquées au diagnostic et au traitement du cancer
- National Cancer Institute – Cancer Nanotechnology Treatment : comment les nanotechnologies peuvent transporter et délivrer des traitements anticancéreux
- National Cancer Institute – Nanotechnology-based Cancer Therapies : exemples de nanomédicaments déjà utilisés en oncologie
- Agence européenne des médicaments (EMA) – Recommandations scientifiques et réglementaires concernant les nanomédicaments
- KU Leuven Cancer Institute – Recherche belge sur les nanothérapies et l’imagerie du cancer
- National Cancer Institute – Thérapies ciblées contre le cancer : principes, indications et limites
Important : toutes les nanotechnologies étudiées en laboratoire ne deviennent pas des traitements disponibles pour les patients. Certaines formulations nanométriques sont déjà utilisées en oncologie, tandis que de nombreuses approches – notamment le transport ciblé d’ARN, certains vaccins thérapeutiques et les systèmes dits « théranostiques » – restent en développement ou en évaluation clinique.