Le simple transport de médicaments directement dans les cellules est l'un des principaux objectifs de l'industrie pharmaceutique. En grande partie, les chercheurs ne possèdent toujours pas une compréhension détaillée au niveau moléculaire des processus responsables du transport des substances dans et hors des cellules. En collaboration avec des collègues de la République tchèque et de l'Allemagne, l'équipe de recherche de Pavel Jungwirth de l'Institut de chimie organique et de biochimie de l'Académie tchèque des sciences (IOCB Prague) a découvert un mécanisme jusqu'alors inconnu par lequel de courts peptides sont capables de pénétrer dans les cellules et, en principe, pourraient servir de porteurs de molécules médicamenteuses. Les résultats de leurs recherches sont maintenant publiés dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

La capacité des peptides courts chargés positivement à pénétrer dans les cellules a été observée pour la première fois dans la recherche sur le VIH, et aujourd'hui, il est progressivement utilisé pour transporter des médicaments dans les cellules. Jusqu'à maintenant, cependant, cela a principalement pris la forme d'un transport dit vésiculaire, c'est à dire., au moyen d'une vésicule de transport se séparant de la membrane cellulaire et enveloppant la substance transportée, qui doit ensuite se libérer de la vésicule une fois le transport dans la cellule terminé, posant potentiellement une complication technique pour un transport efficace du médicament. On sait que les peptides peuvent également pénétrer passivement dans les cellules, c'est-à-dire indépendamment de l'énergie de la cellule, mais le mécanisme exact n'a pas encore été décrit.

Maintenant, en utilisant la fluorescence et la microscopie électronique en combinaison avec des simulations moléculaires sur ordinateur, les scientifiques ont découvert un mécanisme passif jusqu'alors non décrit pour transporter des peptides chargés positivement dans les cellules. Il est basé sur la fusion membranaire induite par les peptides transportés (voir l'image). Les scientifiques ont ainsi démontré que le processus de transport passif des peptides dans les cellules et le processus largement connu de fusion membranaire, par exemple, celle induite par les ions calcium dans les neurones lors de la transmission de l'influx nerveux - partagent la même base mécanistique. Au sens figuré, ce sont les deux faces d'une même médaille.

"À ce point, nous ne pouvons que spéculer sur les applications pratiques de la découverte, " dit Jungwirth. " Si, cependant, ce mécanisme nouvellement découvert s'avère suffisamment robuste, à l'avenir, nous pourrions envisager la possibilité de transporter passivement des molécules médicamenteuses dans les cellules sans avoir à les libérer des vésicules, lequel, dans ce processus, ne forme tout simplement pas."

Jungwirth et son équipe se sont longtemps concentrés sur la révélation des lois régissant les processus moléculaires dans la membrane cellulaire, lequel, à ce jour, sont encore largement méconnus. Une meilleure compréhension des processus de base se produisant au sein des membranes des cellules ouvre progressivement la porte à de nouvelles possibilités de contrôle de ces processus et ainsi à des méthodes potentiellement plus efficaces de transport des molécules médicamenteuses vers leur site d'action.