(Phys.org) -- Des chercheurs de l'Université de Floride ont fait un pas de plus vers le traitement des maladies au niveau cellulaire en créant une minuscule particule qui peut être programmée pour arrêter la chaîne de production génétique qui produit les protéines liées à la maladie.

Dans les tests de laboratoire, ces « nanorobots » nouvellement créés ont pratiquement éradiqué l'infection par le virus de l'hépatite C. La nature programmable de la particule la rend potentiellement utile contre des maladies telles que le cancer et d'autres infections virales.

L'effort de recherche, dirigé par Y. Charles Cao, professeur agrégé de chimie à l'UF, et le Dr Chen Liu, professeur de pathologie et titulaire d'une chaire de recherche gastro-intestinale et hépatique à l'UF College of Medicine, est décrit en ligne cette semaine dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

« Il s'agit d'une nouvelle technologie qui peut avoir une large application car elle peut cibler essentiellement n'importe quel gène que nous voulons, ", a déclaré Liu. « Cela ouvre la porte à de nouveaux domaines afin que nous puissions tester beaucoup d'autres choses. Nous sommes excités à ce sujet.

Au cours des cinq dernières décennies, les nanoparticules - des particules si petites que des dizaines de milliers d'entre elles peuvent tenir sur la tête d'une épingle - sont apparues comme une base viable pour de nouvelles façons de diagnostiquer, surveiller et traiter la maladie. Les technologies basées sur les nanoparticules sont déjà utilisées dans les milieux médicaux, comme dans les tests génétiques et pour localiser les marqueurs génétiques de la maladie. Et plusieurs thérapies apparentées sont à divers stades d'essais cliniques.

Le Saint Graal de la nanothérapie est un agent si délicieusement sélectif qu'il ne pénètre que dans les cellules malades, cible uniquement le processus pathologique spécifié dans ces cellules et laisse les cellules saines indemnes.

Pour montrer comment cela peut fonctionner, Cao et ses collègues, avec le financement des National Institutes of Health, l'Office of Naval Research et le UF Research Opportunity Seed Fund, créé et testé une particule qui cible le virus de l'hépatite C dans le foie et empêche le virus de se reproduire.

L'infection par l'hépatite C provoque une inflammation du foie, ce qui peut éventuellement conduire à des cicatrices et à une cirrhose. La maladie se transmet par contact avec du sang infecté, le plus souvent par l'utilisation de drogues injectables, blessures par piqûre d'aiguille en milieu médical, et la naissance d'une mère infectée. Plus de 3 millions de personnes aux États-Unis sont infectées et environ 17, 000 nouveaux cas sont diagnostiqués chaque année, selon les Centers for Disease Control and Prevention. Les patients peuvent passer de nombreuses années sans symptômes, qui peut inclure des nausées, fatigue et gêne abdominale.

Les traitements actuels contre l'hépatite C impliquent l'utilisation de médicaments qui attaquent la machinerie de réplication du virus. Mais les thérapies ne sont que partiellement efficaces, en moyenne aidant moins de 50 pour cent des patients, d'après les études
Publié dans Le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre et autres revues. Les effets secondaires varient considérablement d'un médicament à l'autre, et peut inclure des symptômes pseudo-grippaux, anémie et anxiété.

Cao et ses collègues, y compris l'étudiant diplômé Soon Hye Yang et les associés postdoctoraux Zhongliang Wang, Hongyan Liu et Tie Wang, voulait améliorer le concept d'interférence avec le matériel génétique viral d'une manière qui augmente l'efficacité de la thérapie et réduit les effets secondaires.

La particule qu'ils ont créée peut être adaptée pour correspondre au matériel génétique de la cible d'attaque souhaitée, et de se faufiler dans les cellules sans que les mécanismes de défense innés du corps ne le remarquent.

La reconnaissance du matériel génétique provenant de sources potentiellement nocives est la base d'importants traitements pour un certain nombre de maladies, y compris le cancer, qui sont liés à la production de protéines nuisibles. Il peut également être utilisé pour détecter et détruire les virus utilisés comme armes biologiques.

Le nouveau destructeur de virus, appelé nanozyme, a une épine dorsale de minuscules particules d'or et une surface avec deux composants biologiques principaux. La première partie biologique est un type de protéine appelée enzyme qui peut détruire le vecteur génétique de la recette, appelé ARNm, pour fabriquer la protéine liée à la maladie en question. L'autre composant est une grosse molécule appelée oligonucléotide d'ADN qui reconnaît le matériel génétique de la cible à détruire et instruit son voisin, l'enzyme, pour accomplir l'acte. Par lui-même, l'enzyme n'attaque pas sélectivement l'hépatite C, mais le combo fait l'affaire.

« Ils changent complètement de propriétés, », a déclaré Cao.

Dans les tests de laboratoire, le traitement a entraîné une diminution de près de 100 pour cent des niveaux de virus de l'hépatite C. En outre, il n'a pas déclenché le mécanisme de défense du corps, et cela a réduit le risque d'effets secondaires. Toujours, des tests supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la sécurité de l'approche.

Les thérapies futures pourraient être sous forme de pilule.

« Nous pouvons arrêter efficacement l'infection par l'hépatite C si cette technologie peut être davantage développée pour une utilisation clinique, " dit Liu, qui est membre du UF Shands Cancer Center.

La conception des nanoparticules UF s'inspire de la découverte, lauréate du prix Nobel, d'un processus dans le corps dans lequel une partie d'un complexe à deux composants détruit les instructions génétiques pour la fabrication de protéines, et l'autre partie sert à repousser les attaques du système immunitaire du corps. Ce complexe contrôle de nombreux processus naturels dans le corps, les médicaments qui l'imitent ont donc le potentiel de détourner la production de protéines nécessaires au fonctionnement normal. La thérapie développée par UF incite le corps à l'accepter comme faisant partie des processus normaux, mais n'interfère pas avec ces processus.

"Ils ont développé une nanoparticule qui imite une machine biologique complexe - c'est une chose assez puissante, », a déclaré le Dr C. Shad Thaxton, expert en nanoparticules, professeur adjoint d'urologie à la Feinberg School of Medicine de la Northwestern University et co-fondateur de la société de biotechnologie AuraSense LLC, qui n'a pas participé à l'étude UF. « La promesse de la nanotechnologie est extraordinaire. Cela aura un impact réel et significatif sur la façon dont nous pratiquons la médecine. »