« Marteaux-piqueurs moléculaires » : la destruction mécanique des cellules tumorales testée chez la souris.

Des molécules qui vibrent 40 000 milliards de fois par seconde jusqu'à déchirer la membrane d'une cellule cancéreuse. C'est le principe de la technique des « marteaux-piqueurs moléculaires », testée par des chercheurs des universités Rice, Texas A&M et du Texas. Les premiers résultats ont été publiés dans Nature Chemistry fin 2023.

Des colorants médicaux détournés de leur usage
Les molécules utilisées sont des aminocyanines, des colorants synthétiques déjà employés en imagerie médicale pour détecter le cancer. Stimulées par une lumière proche infrarouge, elles se mettent à vibrer de façon synchrone. Cette fréquence suffit à rompre physiquement la membrane des cellules tumorales, en quelques minutes.

Le mécanisme repose sur des plasmons, des mouvements collectifs d'électrons à l'intérieur de la molécule qui entraînent la vibration de toute sa structure. Chaque molécule possède en outre un « bras » qui lui permet de se fixer sur la membrane de la cellule visée. C'est la première fois qu'un plasmon moléculaire est utilisé ainsi pour produire une action mécanique, précisent les auteurs.

Des résultats mesurés en laboratoire et chez la souris
En culture cellulaire, la technique a détruit 99 % des cellules cancéreuses. Dans des modèles murins de mélanome, la moitié des animaux traités ont été guéris. Ces performances dépassent celles des moteurs moléculaires mis au point précédemment, de la famille des moteurs de type Feringa, dont le mouvement est plus d'un million de fois plus lent et qui s'activent par lumière visible.

L'utilisation de l'infrarouge représente un atout. Cette lumière pénètre plus profondément dans les tissus que la lumière visible. Les chercheurs y voient une piste pour traiter un jour des cancers osseux ou d'organes sans intervention chirurgicale.

Un mode d'action hors de portée de la résistance
L'action est mécanique, et non chimique. Les cellules cancéreuses développent souvent une résistance aux traitements chimiothérapeutiques, l'un des obstacles majeurs en oncologie. Ici, les auteurs estiment qu'une résistance à ce type d'attaque physique est peu probable, une hypothèse qui devra être vérifiée.

Les questions de sécurité à l'étude
Une étude de suivi publiée fin 2024 dans Advanced Science a exploré plusieurs variantes de ces molécules pour cibler différents types de cancer et examiné leur toxicité. Observation encourageante : de faibles doses de molécules non activées sont rapidement internalisées puis éliminées par les cellules normales.

Ce que ces travaux ne permettent pas encore d'affirmer
Tous les résultats disponibles concernent des modèles de laboratoire et des animaux. La transposition à l'humain reste un défi, qu'il s'agisse de la dose nécessaire, de l'acheminement des molécules vers les tumeurs ou de la tolérance à long terme. Aucun essai clinique n'a débuté, et aucun traitement de ce type n'est disponible pour les patients.

La suite des travaux portera sur la sécurité, le ciblage des tumeurs profondes et les conditions d'une future application thérapeutique. Sources : Nature Chemistry, Advanced Science, université Rice.