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Les chercheurs de Madison ont développé une nouvelle méthode prometteuse de traitement du cancer et des troubles hépatiques et de vaccination – notamment un vaccin contre le COVID-19 de Moderna Therapeutics qui a fait l’objet d’essais cliniques chez l’homme.

Une nouvelle méthode pour traiter plusieurs maladies

Cette technologie repose sur l’insertion dans les cellules de morceaux d’ARN messager (ARNm) soigneusement conçus, une bande de matériel génétique que les cellules humaines transcrivent généralement à partir de l’ADN d’une personne afin de fabriquer des protéines. Les problèmes liés à l’acheminement de l’ARNm de manière sûre et intacte, sans que le système immunitaire soit mis à mal, ont freiné cette forme de thérapie, mais les chercheurs de l’UW-Madison fabriquent de minuscules boules de minéraux qui fonctionnent chez la souris.
« Ces microparticules ont des pores à leur surface qui sont à l’échelle du nanomètre et qui leur permettent de capter et de transporter des molécules comme les protéines ou l’ARN messager », explique William Murphy, professeur de génie biomédical. Les collaborateurs de Murphy et UW-Madison ont utilisé des microparticules enrobées de minéraux (MCM) – qui ont un diamètre de 5 à 10 micromètres, soit à peu près la taille d’une cellule humaine.

L’ARNm est délivré plus efficacement

Dans une série d’expériences pour délivrer l’ARNm aux cellules entourant les plaies chez les souris diabétiques. Les plaies ont guéri plus rapidement chez les souris traitées aux MCM, et les cellules des expériences connexes ont montré que les molécules d’ARNm étaient captées beaucoup plus efficacement que les autres méthodes de livraison.
Dans une cellule saine, l’ADN est transcrit en ARNm, et l’ARNm sert d’instructions à la machinerie cellulaire pour fabriquer des protéines. Une bande d’ARNm créée en laboratoire peut être substituée dans ce processus pour dire à une cellule de fabriquer quelque chose de nouveau. Si ce quelque chose est un certain type d’antigène, une molécule qui avertit le système immunitaire de la présence d’un virus potentiellement dangereux, l’ARNm a fait le travail d’un vaccin.
Les chercheurs de l’UW-Madison ont codé l’ARNm avec des instructions dirigeant les ribosomes des cellules pour qu’ils expulsent un facteur de croissance, une protéine qui déclenche des processus de guérison qui sont autrement lents à se dérouler ou inexistants chez les souris diabétiques (et de nombreuses personnes diabétiques).

Une protéine inhibitrice pour protéger l’ARNm

Cette nouvelle étude a également couplé l’ARNm avec une protéine inhibitrice du système immunitaire, pour s’assurer que les cellules-cibles ne choisissent pas l’ARNm comme un objet étranger. Une livraison réussie de l’ARNm permet généralement à une cellule de travailler sur de nouvelles instructions pendant environ 24 heures, et les molécules qu’elle produit se dispersent dans tout le corps. C’est suffisant pour les vaccins et les antigènes qu’ils produisent.
« Ce que nous avons vu avec les MCM, c’est qu’une fois que les cellules absorbent l’ARNm et commencent à fabriquer des protéines, celles-ci se fixent directement dans la particule MCM », explique M. Murphy. « Ensuite, elle est libérée au cours des semaines. Nous prenons quelque chose qui devrait normalement durer quelques heures ou même une journée, et nous le faisons durer plus longtemps.
Et parce que les MCM sont suffisamment grosses pour ne pas entrer dans le système sanguin et s’en échapper, elles restent là où elles sont nécessaires pour continuer à libérer une thérapie spécifique. Chez les souris, cette activité thérapeutique a duré plus de 20 jours.

Ils peuvent être réabsorbés par l’organisme

« Ils sont composés de minéraux similaires à l’émail des dents et aux os, mais conçus pour être réabsorbés par l’organisme lorsqu’ils ne sont plus utiles », explique M. Murphy. « Nous pouvons contrôler leur durée de vie en ajustant la façon dont ils sont fabriqués, afin qu’ils se dissolvent de manière inoffensive quand nous le voulons ». Les chercheurs travaillent maintenant à la croissance des os et des cartilages et à la réparation des lésions de la moelle épinière grâce à l’ARNm délivré par les MCM.
Cette recherche a été publiée dans Science Advances.
Source : University of Wisconsin–Madison
Crédit photo : Pexels