Chercheurs de l'Université de technologie Chalmers, Suède, ont réussi à développer une méthode pour marquer les molécules d'ARNm, et ainsi suivre, en temps réel, leur chemin à travers les cellules, à l'aide d'un microscope, sans affecter leurs propriétés ou leur activité ultérieure. Cette percée pourrait être d'une grande importance pour faciliter le développement de nouveaux médicaments à base d'ARN.

Les thérapies à base d'ARN offrent une gamme de nouvelles opportunités pour prévenir, traiter et potentiellement guérir les maladies. Mais actuellement, l'administration d'ARN thérapeutiques dans la cellule est inefficace. Pour que les nouvelles thérapeutiques réalisent leur potentiel, les modes de livraison doivent être optimisés. Maintenant, une nouvelle méthode, récemment présenté dans le très apprécié Journal de l'American Chemical Society , peut fournir une pièce importante du puzzle pour surmonter ces défis et faire un grand pas en avant pour le développement.

« Étant donné que notre méthode peut aider à résoudre l'un des plus gros problèmes de découverte et de développement de médicaments, nous voyons que cette recherche peut faciliter un changement de paradigme des médicaments traditionnels vers les thérapies à base d'ARN, " dit Marcus Wilhelmsson, Professeur au Département de chimie et de génie chimique de l'Université de technologie de Chalmers, et l'un des principaux auteurs de l'article.

Rendre l'ARNm fluorescent sans affecter son activité naturelle

La recherche derrière la méthode a été réalisée en collaboration avec des chimistes et des biologistes de Chalmers et la société biopharmaceutique AstraZeneca, à travers leur centre commun de recherche, FormuleEx, ainsi qu'un groupe de recherche à l'Institut Pasteur, Paris.

La méthode consiste à remplacer l'un des éléments constitutifs de l'ARN par un variant fluorescent, lequel, à part cette caractéristique, conserve les propriétés naturelles de la base d'origine. Les unités fluorescentes ont été développées à l'aide d'une chimie spéciale, et les chercheurs ont montré qu'il peut ensuite être utilisé pour produire de l'ARN messager (ARNm), sans affecter la capacité de l'ARNm à être traduit en une protéine à vitesse naturelle. Il s'agit d'une percée qui n'a jamais été réalisée avec succès auparavant. La fluorescence permet en outre aux chercheurs de suivre en temps réel des molécules d'ARNm fonctionnelles, voir comment ils sont absorbés dans les cellules à l'aide d'un microscope.

Un défi lorsque l'on travaille avec l'ARNm est que les molécules sont très grosses et chargées, mais en même temps fragile. Ils ne peuvent pas entrer directement dans les cellules et doivent donc être conditionnés. La méthode qui a fait ses preuves à ce jour utilise de très petites gouttelettes connues sous le nom de nanoparticules lipidiques pour encapsuler l'ARNm. Il existe encore un grand besoin de développer de nouvelles nanoparticules lipidiques plus efficaces, ce sur quoi les chercheurs de Chalmers travaillent également. Pour pouvoir le faire, il est nécessaire de comprendre comment l'ARNm est absorbé dans les cellules. La capacité de surveiller, en temps réel, La façon dont les nanoparticules lipidiques et l'ARNm sont distribués à travers la cellule est donc un outil important.

"Le grand avantage de cette méthode est que nous pouvons maintenant facilement voir où dans la cellule va l'ARNm délivré, et dans quelles cellules la protéine est formée, sans perdre la capacité naturelle de traduction des protéines de l'ARN, " dit Elin Esbjörner, Professeur agrégé au Département de biologie et de biotechnologie et deuxième auteur principal de l'article.

Des informations cruciales pour optimiser la découverte de médicaments

Les chercheurs dans ce domaine peuvent utiliser la méthode pour acquérir une meilleure connaissance du fonctionnement du processus d'absorption, accélérant et rationalisant ainsi le processus de découverte de nouveaux médicaments. La nouvelle méthode fournit des connaissances plus précises et détaillées que les méthodes actuelles d'étude de l'ARN au microscope.

"Jusqu'à maintenant, il n'a pas été possible de mesurer la vitesse et l'efficacité naturelles avec lesquelles l'ARN agit dans la cellule. Cela signifie que vous obtenez les mauvaises réponses aux questions que vous posez lorsque vous essayez de développer un nouveau médicament. Par exemple, si vous voulez une réponse à quelle vitesse un processus se déroule, et votre méthode vous donne une réponse qui est un cinquième de la bonne, la découverte de médicaments devient difficile, " explique Marcus Wilhelmsson.

Lorsque les chercheurs ont réalisé à quel point leur méthode pouvait faire la différence et à quel point les nouvelles connaissances étaient importantes pour le domaine, ils ont rendu leurs résultats disponibles le plus rapidement possible. Récemment, l'Académie royale suédoise des sciences de l'ingénieur (IVA) a inclus le projet dans sa liste annuelle des 100 et l'a également souligné comme particulièrement important pour accroître la résilience de la société aux crises. Pour assurer une commercialisation utile de la méthode, les chercheurs ont déposé une demande de brevet et envisagent une spin-off, avec le soutien de la pépinière d'entreprises Chalmers Ventures et du Chalmers Innovation Office.