D’après vous, quels sont les deux plus grands tueurs au monde ? D’après la couverture médiatique, vous avez peut-être deviné la violence armée, les accidents ou le COVID-19. Par contre les deux principales causes de mortalité sont en réalité les maladies cardiovasculaires et le cancer. Ces deux maladies combinées représentent près de 50 % des décès aux États-Unis.
En apparence, les maladies cardiovasculaires et le cancer semblent être très différents. Par contre les parallèles récemment découverts entre les origines et le développement de ces deux maladies signifient que certains traitements devraien être efficaces contre les deux.
Je suis un ingénieur biomédical qui a passé deux décennies à étudier et à développer des moyens d’améliorer la façon dont les médicaments circulent dans le corps. Il s’avère que de minuscules nanoparticules artificielles en capacité de cibler des cellules immunitaires spécifiques pourraient constituer un moyen de traiter à la fois le cancer et les maladies cardiovasculaires.
Maladies cardiovasculaires et cancer
L’athérosclérose est la forme de maladie cardiovasculaire la plus mortelle. Elle résulte d’une inflammation et de l’accumulation de graisse, de cholestérol et d’autres lipides dans la paroi des vaisseaux sanguins, formant une plaque. Les nombreux crises cardiaques sont causées par une rupture de plaque. La tentative du corps de guérir la plaie peut former un caillot sanguin qui bloque les vaisseaux sanguins et entraîner une crise cardiaque.
D’un autre côté, le cancer résulte généralement de mutations génétiques qui provoquent une division incontrôlable des cellules. Une croissance cellulaire rapide et effrénée qui n’est pas traitée peut être destructrice car il est compliqué de l’arrêter sans nuire aux organes sains. Le cancer peut naître et survenir dans n’importe quel organe du corps.
Même si les maladies cardiovasculaires et le cancer semblent avoir des origines et des causes différentes, ils partagent de nombreux facteurs de risque. Par exemple, l’obésité, le tabagisme, le stress chronique et certains choix de vie en tant qu’une mauvaise alimentation sont liés aux deux maladies. Pourquoi ces deux maladies pourraient-elles partager des causes de risque similaires ?
De nombreuses similitudes entre les maladies cardiovasculaires et le cancer peuvent être attribuées à l’inflammation. L’inflammation chronique est l’une des principales causes de l’athérosclérose en endommageant les cellules tapissant les vaisseaux sanguins et en aggravant progressivement les plaques. De même, l’inflammation chronique peut déclencher le cancer en augmentant les mutations et favoriser la survie et la propagation des cellules cancéreuses en augmentant la croissance des vaisseaux sanguins qui les nourrissent en nutriments et en supprimant la réponse immunitaire du corps.
Les maladies cardiovasculaires et le cancer partagent de nombreux facteurs de risque.
Traiter deux conditions à la fois
La recherche suggère que les thérapies conçues pour le cancer peuvent aussi aider à traiter l’athérosclérose.
Un exemple est celui des médicaments qui ciblent les cellules immunitaires appelées macrophages dans les tumeurs et les amènent à manger les cellules cancéreuses. Il s’avère qu’un médicament similaire peut amener les macrophages à éliminer les cellules mortes et mourantes de l’athérosclérose, ce qui réduit les plaques.
Un autre exemple est celui des thérapies antiglycolytiques qui empêchent la dégradation du glucose. Le glucose, ou sucre, est la principale source d’énergie du corps. Ces médicaments peuvent rendre les vaisseaux sanguins tumoraux malades et les vaisseaux sanguins athéroscléreux plus « normaux », inversant essentiellement le processus pathologique dans ces vaisseaux. Ils peuvent aussi réduire l’inflammation liée à l’athérosclérose.
Alors que les traitements actuellement commercialisés comme les statines et les fibrates puissent réduire les taux de lipides et la coagulation sanguine dans l’athérosclérose, ces médicaments n’ont pas suffisamment pris en compte le risque de décès par maladie cardiovasculaire. Pour améliorer les résultats, les cliniciens utilisent de plus en plus plusieurs médicaments dirigés contre différentes cibles. Une classe de traitements intéressante est celle des inhibiteurs du cotransporteur sodium-glucose-2, traditionnellement utilisés pour traiter le diabète. Les chercheurs ont montré que ces médicaments offrent à la fois une protection significative contre les maladies cardiovasculaires et traitent le cancer.
Les essais cliniques sur les statines et les inhibiteurs du cotransporteur sodium-glucose-2 indiquent un chevauchement étroit entre l’inflammation, le métabolisme et les maladies cardiovasculaires, ce qui suggère de nouvelles opportunités de traitement. Un exemple est celui des immunothérapies qui « inhibent l’inhibition » de l’immunité, c’est-à-dire qu’elles suppriment les freins que les tumeurs exercent sur le système immunitaire. Cette approche pour traiter le cancer a aussi réduit les plaques d’athérosclérose dans des études animales et réduit l’inflammation vasculaire dans une petite étude chez l’homme.
Un cheval de Troie nanomédical
Une découverte récente a montré que les nanotubes – une très petite particule de carbone plus de 10 000 fois plus fine qu’un cheveu humain – peuvent pénétrer dans des cellules immunitaires spécifiques, voyager dans la circulation sanguine et pénétrer dans les tumeurs comme un cheval de Troie. Ces nanotubes peuvent contenir tout ce que les chercheurs y mettent, y compris des médicaments et des agents de contraste pour l’imagerie.
Les cellules immunitaires transportant les nanotubes s’installent naturellement dans les tumeurs grâce à la réponse inflammatoire. Puisque le cancer et l’athérosclérose sont tous deux des maladies inflammatoires, mon équipe de recherche et moi-même étudions si les cellules immunitaires chargées de nanotubes peuvent aussi servir de véhicules d’acheminement vers les plaques.
Les nanoparticules peuvent être utilisées pour « manger » les plaques responsables des maladies cardiaques.
Les nanotubes peuvent être chargés d’une thérapie qui stimule les cellules immunitaires à « manger » les débris de plaque et ainsi réduire la taille de la plaque. De plus, limiter l’administration du médicament spécifiquement à ces cellules immunitaires réduit le risque d’effets secondaires hors cible. Ces nanotubes peuvent aussi être utilisés pour améliorer le diagnostic des maladies cardiovasculaires en mettant en évidence les plaques.
Une autre façon pour les nanoparticules de pénétrer dans les tumeurs consiste à s’infiltrer à travers les ouvertures de nouveaux vaisseaux sanguins développés dans des conditions inflammatoires. C’est ce qu’on appelle l’effet de perméation et de rétention amélioré, où des molécules et des nanoparticules plus grosses s’accumulent dans les tissus présentant des vaisseaux sanguins qui fuient et y restent pendant un certain temps à cause de leur taille. Découvert pour la première fois dans le cancer, les chercheurs appliquent cet effet pour améliorer l’administration de médicaments contre les maladies cardiovasculaires, qui peuvent aussi impliquer des fuites de vaisseaux sanguins.
Améliorer le développement de médicaments
Les voies moléculaires que partagent le cancer et les maladies cardiovasculaires ont d’importantes implications réglementaires. Les coûts liés à l’acheminement des médicaments vers la clinique sont énormes. La possibilité d’appliquer le même médicament à deux populations de patients différentes offre d’importantes incitations financières et de réduction des risques. Il offre aussi la possibilité de traiter simultanément les patients atteints des deux maladies.
Les médicaments anticancéreux à base de nanoparticules sont entrés pour la première fois en clinique en 1995, et les chercheurs en ont développé de nombreux autres depuis. Mais il n’existe actuellement qu’un seul nanomédicament cardiovasculaire validé par la Food and Drug Administration. Cela suggère l’opportunité de nouvelles techniques de nanothérapie pour améliorer l’performance des médicaments cardiovasculaires et réduire les effets secondaires.
En raison des parallèles entre le cancer et les maladies cardiovasculaires, les nanomédicaments anticancéreux pourraient constituer de puissants candidats médicaments pour traiter les maladies cardiovasculaires et vice versa. À mesure que la science fondamentale découvrira d’autres parallèles moléculaires entre ces maladies, les patients bénéficieront de meilleures thérapies en capacité de traiter les deux.
Bryan Smith reçoit un financement des National Institutes of Health (National Cancer Institute) et de la Juvenile Diabetes Research Foundation. Il a reçu un financement de l’American Heart Association, de l’American Association for Cancer Research et du Ralph and Marian Falk Medical Research Trust.
