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La Nanotechnologie appliquee au Cancer
La Nanotechnologie appliquée au CancerContexteQu'est-ce que la Nanotechnologie ?Qu'est-ce que le Cancer ?Diagnostic avec BiopucesLa Puce à ADNLa Puce à ProtéinesCiblageL'Imagerie In VivoLes Quantums DotsDes Nanoparticules pour l'imagerie du CancerThérapieLa Nanoparticule d'orLa Nanoparticule magnétiqueLa Vectorisation des médicamentsDangers et limitesInterviewConclusionSources
La lutte contre le cancer se présente sans doute comme un des défis médicaux le plus important de ce 21ème siècle. Présent parmi les principales causes de décès dans les pays développés, le cancer est une maladie aux conséquences dévastatrices. En effet :Près de 8 millions de personnes meurent chaque année du cancer dans le mondeUn homme sur deux et une femme sur trois sont concernésLe taux de mortalité mondial par cancer est supérieur à celui du sida, tuberculose et paludisme réunisDepuis 1989, en France, les cancers sont la première cause de décès chez l'hommeEntre 35 et 64 ans, le cancer est la maladie mortelle la plus fréquenteCes chiffres effrayants traduisent les dégâts du cancer, fléau que la science doit à tout prix freiner. Les scientifiques et chercheurs ont décidé de relever le défi.
Mais tout d'abord, qu'est ce que le Cancer?
Un cancer est une maladie particulièrement complexe et meurtrière, caractérisée par la présence d’une ou plusieurs tumeurs malignes formées par mutation ou instabilité génétique d’une cellule initialement saine ou bien encore par l’accumulation de modifications moléculaires multiples.Même s’ils ne se ressemblent pas, tous les cancers ont un point commun. Ils se développent à partir d’une seule cellule anormale. Cette cellule se multiplie et prolifère de manière anarchique. C’est ce qui crée la tumeur (amas de cellules qui ne cessent de se développer) : elle donne naissance à deux cellules filles identiques, qui grandissent et se divisent elles-mêmes pour donner quatre cellules, donnant à leur tour huit cellules et ainsi de suite. Toutes les cellules cancéreuses d’un malade proviennent donc de la même cellule-mère : on dit qu’elles forment un clone.N’importe quelle cellule du corps peut donner naissance à un cancer. Mais cette transformation est un processus long, qui peut durer des dizaines d’années.Fonctionnement Pour comprendre les enchaînement des événements, il faut savoir que le corps contient des centaines de milliards de cellules, qui forment les tissus et les organes. La plupart ont une durée de vie limitée : quelques jours pour les cellules de la paroi des intestins, quelques mois pour les globules rouges du sang, par exemple. Tous les jours, des cellules se divisent donc pour remplacer les cellules mortes, mais aussi pour cicatriser les blessures.Ce processus est étroitement contrôlé. Une cellule ne commence à se diviser que si elle en reçoit l’ordre, via des signaux chimiques appelés « facteurs de croissance ». Chaque cellule est aussi dotée d’un programme interne de « suicide », appelé mort programmée ou « apoptose ». Il se déclenche en cas d’anomalie de la cellule et provoque sa destruction en quelques heures.Pour déjouer ces mécanismes de contrôle, la cellule cancéreuse doit acquérir un ensemble de facultés :ne plus attendre les signaux externes pour croître et se diviser, ou bien forcer les cellules normales qui l’entourent à produire ces signauxêtre insensible aux signaux freinant sa croissance et sa multiplicationéchapper à la mort cellulaire programméeS’y ajoutent deux autres caractéristiques essentielles :d’une part, la cellule cancéreuse est capable de s’infiltrer dans les tissus sains voisins et de migrer dans l’organisme pour donner des métastases.d’autre part, elle provoque la formation de nouveaux vaisseaux sanguins qui irriguent la tumeur et l’alimentent en oxygène et en nutriments (ce qu’on appelle l’angiogenèse). Ce dernier point est capital. Sans irrigation sanguine, la tumeur ne pourrait en effet grossir au-delà d’un dixième de millimètre.
Une tumeur (amas de cellules se développant rapidement) « maligne » ou cancéreuse grossit en général assez vite. Elle détruit les tissus alentours et les envahit. Le cancer tend ainsi à se propager de proche en proche jusqu’aux organes voisins. De plus, des cellules anormales peuvent se détacher de la tumeur et passer dans le sang ou les vaisseaux lymphatiques. Elles circulent alors dans le corps du malade et se fixent dans d’autres organes pour donner de nouvelles tumeurs appelées métastases. Lorsque le cancer s’est propagé, retirer la tumeur initiale ne suffit plus pour guérir. La fréquence et l’emplacement des métastases dépendent du type de cancer : les tumeurs du poumon, par exemple, se trouvent souvent dans le cerveau, alors que celles du côlon donnent plutôt des métastases au foie. Il faut cependant savoir que toutes les tumeurs ne sont pas cancéreuses. A la différence de la tumeur maligne, une tumeur « bénigne » grossit en général lentement, en comprimant les tissus alentours. Elle ne se propage pas aux organes voisins et ne produit pas de métastases. Il est rare qu’elle menace la vie du malade et il suffit de la retirer pour guérir sans risque de récidive. Ce n’est pas un cancer.Origines du cancer Il peut s’agir de facteurs exogènes, liés à l’environnement (rayonnements, virus, produits industriels…) ou au mode de vie (tabac, alcool, alimentation…). On en a identifié un grand nombre. On a ainsi des preuves que les agressions répétées de l’ADN des cellules par certains produits chimiques, au premier rang desquels le tabac, ou par des rayonnements (d’origine nucléaire ou solaire) favorisent l’apparition de cellules cancéreuses. On sait également que des virus, des bactéries ou des parasites peuvent causer l’apparition de cancers : du col de l’utérus pour le papillomavirus humain, du foie pour le virus de l’hépatite B, par exemple. En agissant sur ces facteurs externes (en ne fumant pas, en limitant sa consommation d’alcool, en évitant de s’exposer trop au soleil, en ayant une alimentation saine et, lorsqu’il existe un vaccin adapté, en se faisant vacciner contre les virus à risque), on estime que 40% des cancers pourraient être évités. Il peut aussi s’agir de facteurs endogènes, liés à l’hérédité. Certaines personnes ont plus de risques de développer un cancer que les autres parce que, à leur naissance, elles portent déjà des mutations dans un ou plusieurs de leurs gènes, des mutations héritées de leurs parents et présentes dans toutes leurs cellules. Cette prédisposition génétique peut concerner un ou plusieurs types de cancers. Il est important de connaître ces prédispositions familiales pour détecter les cancers au plus tôt. Il faut cependant savoir que la grande majorité des cancers ne sont pas liés à une susceptibilité génétique connue. Le vieillissement joue aussi un rôle fondamental. Même si les cancers peuvent apparaître à tout âge, ils sont beaucoup plus fréquents à partir de la soixantaine. Cela est dû au cumul des agressions externes subies par les cellules et, probablement, à la moindre efficacité des mécanismes de réparation de l’ADN chez les personnes âgées.Des gènes spécifiques sont à la base de cela, et on les classe en 3 grandes familles :- La première regroupe des gènes dont la présence ou le fonctionnement excessif contribue au cancer, car ils stimulent la prolifération (développement) cellulaire. On les appelle « oncogènes ». - La seconde famille rassemble des gènes qui, au contraire, freinent la division des cellules ou provoquent leur mort programmée. C’est alors l’absence de ces gènes, ou leur mauvais fonctionnement, qui contribue au cancer : on les appelle les gènes « suppresseurs de tumeurs ». - Enfin, une troisième famille de gènes permet à la cellule de réparer son ADN lorsqu’il est endommagé : la déficience de ces gènes joue un rôle-clé dans l’apparition des cancers. Un cancer n’est jamais le résultat d’une cause unique. Il faut un ensemble de facteurs pour que la maladie se développe.
Quelles sont les Traitement actuels du Cancer?
Aujourd’hui, diverses techniques existent afin de traiter le cancer : la chirurgie, la radiothérapie, la chimiothérapie ou l’immunothérapie. La chirurgieSon objectif est de retirer la tumeur cancéreuse. Ce n’est qu’au cours de l’intervention chirurgicale que l’on peut réellement évaluer la gravité et l'étendue de l’atteinte. Le chirurgien prélève des ganglions proches de la tumeur qui sont immédiatement analysés : en présence de cellules cancéreuses, le chirurgien peut décider de ré intervenir immédiatement en élargissant la zone retirée. Ceci peut signifier que le cancer a produit des métastases. L'intervention chirurgicale n'est donc pas de toute aise, et n'est pas fiable à 100%. Les techniques chirurgicales ont beaucoup évolué et aujourd’hui, le but est de préserver le plus possible l’organe atteint en n’enlevant que la partie malade : ainsi, dans plus de 50% des cas, une femme atteinte de cancer du sein n’est pas amputée. Par ailleurs, des procédés moins invasifs autorisent des interventions moins lourdes avec des suites opératoires moins pénibles : la coéliochirurgie permet au chirurgien d’intervenir avec des instruments miniaturisés, grâce à une caméra et un écran. Mais elle ne peut être pratiquée que pour les petites tumeurs bien localisées. La résection (ablation) peut être suffisante pour certains cancers évoluant très lentement, tels que celui de la peau. Mais le point faible de la chirurgie est qu’elle agit localement et n’a donc pas d’action sur les éventuelles métastases. C’est pourquoi l’opération chirurgicale est parfois complétée par un traitement dont le but est de détruire d’éventuelles cellules cancéreuses résiduelles et donc de prévenir des récidives.La radiothérapieElle consiste à utiliser les rayons X afin de détruire les cellules cancéreuses en les irradiant. La radiothérapie peut être utilisée avant l’intervention chirurgicale pour réduire la taille de la tumeur, et après l’opération pour détruire les cellules cancéreuses qui auraient échappé à l'ablation, afin d’éviter les récidives. Elle agit en détruisant le capital génétique de la cellule, ce qui l’empêche de se reproduire.Il existe plusieurs types de radiothérapies, selon le type d’énergie et de rayonnement utilisé. La difficulté résidait dans le ciblage des zones à irradier afin de préserver les tissus sains : les appareils modernes le permettent désormais. Ce traitement est avantageux par le fait qu’il soit totalement indolore, mais il présente des effets secondaires qui varient d’un individu à l’autre : le plus souvent, il s’agit de réactions cutanées (brûlures plus ou moins fortes), de vomissements, de chute des cheveux et de perte d’appétit.La chimiothérapieElle consiste à utiliser des médicaments anticancéreux. Son objectif est de traiter non seulement l’organe atteint par un cancer, mais l’ensemble de l’organisme. Elle est utilisée essentiellement dans le traitement des métastases, mais on peut aussi y avoir recours en première intention, avant une opération, afin de diminuer la taille de la tumeur. La chimiothérapie consiste à administrer au patient plusieurs médicaments à visée anticancéreuse, généralement par perfusion (plus rarement par comprimés). Le rythme du traitement est extrêmement variable (parfois, 24h sur 24 pendant plusieurs jours, parfois1 séance par semaine), sa durée est le plus souvent de 4 à 6 mois. Elle se pratique par des injections dans le sang à l'aide d'un réservoir implanté dans le corps par le chirurgien qui est relié à un vaisseau sanguin (perfusion) . Cela permet d’éviter d’abîmer les veines par la répétition de piqûres. Les effets secondaires ont été largement diminués par les progrès récents (vomissements, perte des cheveux). Néanmoins, ils persistent encore et les séances peuvent être pénibles et engendrer une fatigue importante. De plus, des cellules saines peuvent être endommagées, ce qui est la cause des effets secondaires. L’immunothérapieSon principe est le suivant : nous fabriquons tous des cellules cancéreuses. Normalement, elles sont détruites par notre système immunitaire. Si un cancer parvient à se développer, c’est que notre système immunitaire a des défaillances. Il faut donc le renforcer. Son objectif est de traiter les personnes atteintes d’un cancer, en attendant de pouvoir un jour empêcher les cancers de se développer (vaccin préventif). Elle est a recours à plusieurs méthodes :-multiplication des lymphocytes (cellules du système immunitaire capables de détruire les cellules anormales)-stimulation du système immunitaire-blocage du gène anormal-blocage de la multiplication des cellules cancéreuses-obstacle à la nutrition des cellules cancéreuses par inhibition des vaisseaux sanguins qui les alimententCette technique prometteuse est cependant encore nouvelle et des recherches se poursuivent afin d’approfondir son utilisation. ---------------------------------------------------Comme nous l'avons vu, le cancer a encore du mal a être cerné. Certes, des méthodes de traitements existent, mais elles présentent toutes des inconvénients et ne permettent pas d'éradiquer toutes les cellules cancéreuses.C'est dans ce contexte que les nanotechnologies vont faire une entrée fracassante dans le domaine médicale en se présentant comme un traitement prometteur du cancer. Cette nouvelle technologie permettra grâce à sa petitesse de réaliser à la fois le diagnostic, le ciblage et la thérapie sans atteindre les cellules saines et d’obtenir des résultats extrêmement précis, dépassant ceux des traitements mentionnés auparavant. C’est en effet une alternative qui mérite d’être observée de plus près étant donné que la nanotechnologie s’annonce comme un des défis technologiques majeurs du 21ème siècle. Create a free website with