Dans une percée pour la nanotechnologie et la sclérose en plaques, une nanoparticule biodégradable s'avère être le véhicule parfait pour délivrer furtivement un antigène qui incite le système immunitaire à arrêter son attaque contre la myéline et à stopper un modèle de sclérose en plaques (SEP) rémittente récurrente chez la souris, selon la nouvelle recherche de Northwestern Medicine.
La nouvelle nanotechnologie peut également être appliquée à une variété de maladies à médiation immunitaire, notamment le diabète de type 1, les allergies alimentaires et les allergies des voies respiratoires telles que l'asthme.
En SEP, le système immunitaire attaque la membrane de myéline qui isole les cellules nerveuses du cerveau, moelle épinière et nerf optique. Lorsque l'isolation est détruite, les signaux électriques ne peuvent pas être conduits efficacement, entraînant des symptômes allant d'un léger engourdissement des membres à la paralysie ou à la cécité. Environ 80 pour cent des patients atteints de SEP sont diagnostiqués avec la forme rémittente de la maladie.
La nanotechnologie du Nord-Ouest ne supprime pas l'ensemble du système immunitaire comme le font les thérapies actuelles pour la SEP, qui rendent les patients plus sensibles aux infections quotidiennes et à des taux plus élevés de cancer. Plutôt, lorsque les nanoparticules sont attachées aux antigènes de la myéline et injectées aux souris, le système immunitaire est réinitialisé à la normale. Le système immunitaire cesse de reconnaître la myéline comme un envahisseur extraterrestre et arrête son attaque contre elle.
"Il s'agit d'une percée très significative dans l'immunothérapie translationnelle, " a déclaré Stephen Miller, un auteur correspondant de l'étude et le professeur de recherche Judy Gugenheim de microbiologie-immunologie à la Northwestern University Feinberg School of Medicine. "La beauté de cette nouvelle technologie est qu'elle peut être utilisée dans de nombreuses maladies liées au système immunitaire. Nous modifions simplement l'antigène qui est délivré."
"Le Saint Graal est de développer une thérapie spécifique à la réponse immunitaire pathologique, dans ce cas le corps attaque la myéline, " Miller a ajouté. " Notre approche réinitialise le système immunitaire afin qu'il n'attaque plus la myéline mais laisse intacte la fonction du système immunitaire normal. "
La nanoparticule, fabriqué à partir d'une substance facile à produire et déjà approuvée par la FDA, a été développé par Lonnie Shea, professeur de génie chimique et biologique à la McCormick School of Engineering and Applied Science de Northwestern.
"Il s'agit d'une percée majeure dans les nanotechnologies, montrant que vous pouvez l'utiliser pour réguler le système immunitaire, " dit Shea, également un auteur correspondant. L'article sera publié le 18 novembre dans la revue Biotechnologie naturelle .
Miller et Shea sont également membres du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de la Northwestern University. En outre, Shea est membre de l'Institut de bionanotechnologie en médecine et de l'Institut de chimie des processus de la vie.
ESSAI CLINIQUE POUR LES TESTS DE SP MÊME APPROCHE—AVEC DES DIFFÉRENCES CLÉS
La méthode de l'étude est la même approche actuellement testée chez des patients atteints de sclérose en plaques dans un essai clinique de phase I/II, avec une différence clé. L'essai utilise les propres globules blancs d'un patient - une procédure coûteuse et laborieuse - pour délivrer l'antigène. Le but de la nouvelle étude était de voir si les nanoparticules pouvaient être aussi efficaces que les globules blancs en tant que véhicules de livraison. Ils étaient.
LE GRAND AVANTAGE DES NANOPARTICULES POUR L'IMMUNOTHÉRAPIE
Les nanoparticules présentent de nombreux avantages; ils peuvent être facilement produits en laboratoire et standardisés pour la fabrication. Ils rendraient la thérapie potentielle moins chère et plus accessible à une population générale. En outre, ces nanoparticules sont constituées d'un polymère appelé Poly(lactide-co-glycolide) (PLG), qui se compose d'acide lactique et d'acide glycolique, les deux métabolites naturels dans le corps humain. Le PLG est le plus couramment utilisé pour les sutures biodégradables.
Le fait que PLG soit déjà approuvé par la FDA pour d'autres applications devrait faciliter la traduction de la recherche aux patients, Shea a noté. Miller et Shea ont testé des nanoparticules de différentes tailles et ont découvert que 500 nanomètres étaient les plus efficaces pour moduler la réponse immunitaire.
"Nous avons administré ces particules à des animaux atteints d'une maladie très similaire à la sclérose en plaques rémittente et l'avons arrêtée net, " a déclaré Miller. " Nous avons empêché toute rechute future jusqu'à 100 jours, ce qui équivaut à plusieurs années dans la vie d'un patient atteint de SEP."
Shea et Miller testent également actuellement les nanoparticules pour traiter le diabète de type 1 et les maladies des voies respiratoires telles que l'asthme.
SYSTÈME IMMUNITAIRE FOOL AUX NANOPARTICULES
Dans l'étude, les chercheurs ont attaché des antigènes de myéline aux nanoparticules et les ont injectés par voie intraveineuse aux souris. Les particules sont entrées dans la rate, qui filtre le sang et aide le corps à éliminer les cellules sanguines vieillissantes et mourantes. Là, les particules ont été engloutis par les macrophages, un type de cellule immunitaire, qui ont ensuite affiché les antigènes sur leur surface cellulaire. Le système immunitaire considérait les nanoparticules comme des cellules sanguines mourantes ordinaires et n'avait rien à craindre. Cela a créé une tolérance immunitaire à l'antigène en inhibant directement l'activité des cellules T sensibles à la myéline et en augmentant le nombre de cellules T régulatrices, ce qui a encore calmé la réponse auto-immune.
"La clé ici est que cette approche basée sur l'antigène/les particules pour l'induction de la tolérance est sélective et ciblée. Contrairement à l'immunosuppression généralisée, qui est la thérapie actuelle utilisée pour les maladies auto-immunes, ce nouveau processus n'arrête pas tout le système immunitaire, " a déclaré Christine Kelley, National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering directeur de la division Discovery Science and Technology aux National Institutes of Health, qui a soutenu la recherche. "Cet effort de collaboration entre l'expertise en immunologie et en bio-ingénierie est un exemple formidable des énormes progrès qui peuvent être réalisés avec des approches scientifiquement convergentes des problèmes biomédicaux."
« Nous sommes fiers de partager notre expertise en développement thérapeutique avec l'excellente équipe de scientifiques universitaires du Dr Stephen Miller, " a déclaré Scott Johnson, PDG, président et fondateur de la Myelin Repair Foundation. "L'idée de coupler des antigènes à des nanoparticules a été conçue lors de discussions entre le laboratoire du Dr Miller, le conseil consultatif sur la découverte de médicaments de la Myelin Repair Foundation et le Dr Michael Pleiss, membre de l'équipe de recherche interne de la Myelin Repair Foundation, et nous avons combiné nos efforts pour nous concentrer sur le patient, recherche cliniquement pertinente avec de larges implications pour toutes les maladies auto-immunes. Notre modèle de recherche unique est conçu pour favoriser et extraire l'innovation de la science universitaire que nous finançons et faire passer ces technologies à la commercialisation. L'objectif global est de s'assurer que cette importante voie thérapeutique a ses meilleures chances d'atteindre les patients, avec la SEP et toutes les maladies auto-immunes."
