Un dispositif LED implantable utilise la lumière pour traiter les cancers profonds

Certains types de lumière se sont révélés efficaces et peu invasifs pour traiter les cancers situés sur ou près de la peau lorsqu’ils sont associés à un médicament activé par la lumière. Mais les cancers profonds, entourés de tissus, de sang et d’os, sont jusqu’à présent hors de portée des effets thérapeutiques de la lumière.

Pour faire bénéficier ces cancers difficiles d’accès des bienfaits de la lumière, des ingénieurs et des scientifiques de l’Université de Notre Dame ont conçu un dispositif LED sans fil qui peut être implanté. Ce dispositif, associé à un colorant sensible à la lumière, détruit non seulement les cellules cancéreuses, mais mobilise également la réponse du système immunitaire contre le cancer. La recherche est publiée dans Photodiagnostic et thérapie photodynamique.

« Certaines couleurs de lumière pénètrent les tissus plus profondément que d’autres », explique Thomas O’Sullivan, professeur associé de génie électrique et co-auteur de l’étude. « Il s’avère que le type de lumière – dans ce cas, le vert – qui ne pénètre pas aussi profondément a la capacité de produire une réponse plus robuste contre les cellules cancéreuses. »

Pour que la lumière puisse détruire efficacement les cellules cancéreuses, il faut administrer aux cellules un colorant contenant des molécules absorbant la lumière. L’appareil s’allume, le colorant transforme la lumière en énergie et cette énergie rend toxique l’oxygène des cellules, ce qui retourne les cellules cancéreuses contre elles-mêmes.

Alors que d’autres traitements utilisent également l’oxygène des cellules comme arme, ce dispositif provoque une forme de mort cellulaire particulièrement fortuite.

« En travaillant ensemble, l’étudiante diplômée en biochimie Hailey Sanders et l’étudiante diplômée en génie électrique SungHoon Rho ont noté avec perspicacité que les cellules traitées gonflaient, ce qui est la caractéristique d’une sorte de mort cellulaire, la pyroptose, qui est particulièrement efficace pour déclencher la réponse immunitaire », a déclaré Bradley Smith, professeur de sciences Emil T. Hofman et co-auteur de l’article.

« Notre objectif est d’induire une petite quantité de mort cellulaire pyroptotique, ce qui déclenchera ensuite le système immunitaire pour commencer à attaquer le cancer. »

Dans des études futures, le dispositif sera utilisé sur des souris pour voir si la réponse anticancéreuse initiée dans une tumeur incitera le système immunitaire à identifier et à attaquer lui-même une autre tumeur cancéreuse.

O’Sullivan a indiqué que le dispositif, de la taille d’un grain de riz, peut être injecté directement dans une tumeur cancéreuse et activé à distance par une antenne externe. L’objectif est d’utiliser le dispositif non seulement pour administrer un traitement, mais aussi pour surveiller la réponse de la tumeur, en ajustant la force du signal et le moment de l’activation selon les besoins.