Journal des nanomatériaux et de la nanotechnologie moléculaire

Radiothérapie augmentée par nanoparticules utilisant des nanoparticules d'oxyde de titane

Gareth Wakefield, Martin Gardener, Matt Stock et Megan Adair

L'oxyde de titane est un matériau photoactif qui génère des radicaux libres hydroxyles par division de l'eau. Lorsqu'elles sont dopées avec des ions de terres rares, les nanoparticules d'oxyde de titane sont activées par les rayons X et les électrons générés par les rayons X et sont utilisées pour améliorer le traitement par radiothérapie des tumeurs solides. Comme les nanoparticules génèrent des radicaux libres par division de l'eau, la présence d'oxygène moléculaire n'est pas nécessaire et les tumeurs hypoxiques agressives peuvent être ciblées. Un test clonogène de cellules cancéreuses du pancréas résistantes à la radioactivité (PANC-1) montre un facteur d'amélioration de la dose de radiothérapie de 1,9 à des charges de nanoparticules cliniquement pertinentes. Une xénogreffe de cancer oropharyngé à croissance rapide (FaDu) démontre que les nanoparticules d'oxyde de titane dopées aux terres rares délivrées par injection intratumorale se dispersent dans toute la tumeur, sont absorbées par les cellules cancéreuses et subissent une accumulation passive dans l'appareil de Golgi. La radiothérapie incidente active les nanoparticules pour produire des radicaux libres hydroxyles, détruisant l'appareil de Golgi et induisant l'apoptose des cellules tumorales. Il en résulte une réduction de la prolifération des cellules cancéreuses et une réduction conséquente du taux de repousse tumorale d'un facteur 3,8. L'utilisation de nanoparticules en complément de la radiothérapie n'entraîne pas d'augmentation de la toxicité systémique. Les nanoparticules d'oxyde de titane dopées aux terres rares représentent donc une nouvelle approche du traitement des tumeurs par destruction de l'appareil de Golgi des cellules lors de la radiothérapie.