Un pansement chirurgical très efficace conçu pour les patients atteints d'un cancer de la peau pourrait accélérer le processus de guérison après la chirurgie. Développé par des chercheurs au Royaume-Uni et en Chine, le pansement exploite également les effets photothermiques pour empêcher la réapparition des tumeurs.
La thérapie photothermique (PTT) est devenue une technique prometteuse pour le traitement du cancer de la peau. Il s'agit d'injecter dans des tumeurs des nanomatériaux conducteurs qui convertissent la lumière en chaleur, puis de les illuminer avec des longueurs d'onde spécifiques pour tuer les cellules cancéreuses. Pour les grosses tumeurs, ce traitement doit être réalisé en association avec la chirurgie, laissant des plaies qui doivent être traitées avec des pansements chirurgicaux pour prévenir l'infection.
Récemment, des méthodes de traitement plus avancées ont été proposées dans lesquelles le PTT est intégré directement dans les pansements chirurgicaux. L'espoir est que ces matériaux pourraient favoriser la cicatrisation de la peau, tout en empêchant les tumeurs de réapparaître après le traitement. Les conceptions théorisées de ces pansements sont basées sur le matériau photothermique oxyde de graphène réduit (rGO). Ce matériau peut être synthétisé en liant des groupes contenant de l'oxygène à des feuilles de graphène monocouche, puis en les soumettant à un processus qui réduit leur teneur en oxygène.
Actuellement, cette technique se heurte à un obstacle majeur : le rGO est toxique pour les cellules vivantes, ce qui signifie qu'il ne peut pas être utilisé directement dans les pansements chirurgicaux. Avant le processus de réduction, l'oxyde de graphène peut être rendu plus biocompatible en le combinant avec des biomolécules comme des peptides et des protéines. Cependant, afin d'améliorer sa réponse photothermique, le matériau doit alors subir un processus de réduction sévère : réalisé dans un réacteur étanche à des températures supérieures à 180°C, dans un environnement d'éthanol pur. Tout en réduisant l'oxyde de graphène du matériau, cela détruit également les structures biomoléculaires plus délicates qui y sont attachées.
L'équipe, dirigée par Yuanhao Wu à l'Université de Nottingham, a maintenant mis au point une nouvelle technique qui permet au processus de réduction de se produire à des températures plus basses. Il s'agit d'un assemblage de flocons d'oxyde de graphène, enfermés dans un biopolymère protéique appelé "recombinamère de type élastine" (ELR), connu pour sa capacité à favoriser la réparation de la peau et à cicatriser les plaies. En contrôlant les interactions moléculaires entre ces structures, l'équipe a produit un noyau d'oxyde de graphène multicouche, entouré d'une coque ELR.
Ensuite, les chercheurs ont exposé cette structure à un désinfectant contenant 70 % d'éthanol. En règle générale, ce liquide pénètre directement à travers les bactéries et les coques protéiques des virus. Dans ce cas, il est passé directement à travers la coque ELR pour interagir avec l'oxyde de graphène pur à l'intérieur. Cela a permis à l'équipe de déclencher le processus de réduction à des températures bien inférieures à 85°C, tout en laissant intacte la structure de l'ELR.
Au total, la structure finale combinait l'efficacité PTT élevée de rGO avec la capacité de favoriser la régénération tissulaire. En prime, le matériau a été stérilisé par son traitement à l'éthanol.
La thérapie photothermique à trois volets élimine les tumeurs chez la souris
Les chercheurs ont validé leur approche en utilisant in vivo des expériences chez la souris, démontrant que les pansements pouvaient prévenir la récidive tumorale et favoriser la cicatrisation après résection tumorale. Le matériau n'avait besoin que d'une exposition de 15 s à la lumière proche infrarouge toutes les 48 h pour être efficace.
L'équipe de Wu espère que les pansements uniques pourraient conduire à des traitements postopératoires pratiques que les patients atteints d'un cancer de la peau pourraient administrer à domicile : à la fois en accélérant la cicatrisation de leurs plaies chirurgicales et en empêchant les tumeurs de réapparaître à mesure que leur peau se régénère.
L'étude est décrite dans Matériaux fonctionnels avancés.
