Les scientifiques de l'UCLA ont développé une méthode pour placer la bryostatine 1 dans des voûtes à l'échelle nanométrique pour une livraison sûre aux cellules, où il peut activer le VIH latent, permettant d'éradiquer le virus.
(Phys.org) - Une équipe multidisciplinaire de scientifiques de l'UCLA et de l'Université de Stanford a utilisé une nanoparticule naturelle appelée voûte pour créer un nouveau système d'administration de médicaments qui pourrait conduire à des avancées dans le traitement du cancer et du VIH.
L'équipe de recherche était dirigée par le Dr Leonard Rome, directeur associé du California NanoSystems Institute de l'UCLA, et le Dr Jérôme Zack, co-directeur de l'UCLA AIDS Institute, tous deux sont également membres du Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA. Les co-premiers auteurs de l'étude étaient Daniel Buehler, un chercheur postdoctoral de l'UCLA et Matthew Marsden, professeur adjoint adjoint au département de médecine et membre de l'Institut du SIDA.
Leurs découvertes pourraient conduire à des traitements contre le cancer qui sont plus efficaces avec des doses plus faibles et à des thérapies qui pourraient potentiellement éradiquer le virus VIH.
L'article est la couverture de l'édition imprimée du 26 août de la revue ACSNano, et il a été récemment publié en ligne.
Rome et son étudiante postdoctorale Nancy Kedersha ont découvert les voûtes dans les années 1980. Les nanoparticules naturelles se comptent par milliers à l'intérieur de chacune de nos cellules. Une nanoparticule est une toute petite substance, dans ce cas constitué de protéines, qui se mesure en nanomètres (1 nanomètre équivaut à 1 milliardième de mètre).
Au cours des années, Rome et ses collaborateurs ont découvert comment créer des voûtes en laboratoire en utilisant les protéines qui les composent. Les voûtes naturelles contenaient d'autres éléments, mais l'équipe de Rome en a construit des vides, ce qui leur a finalement permis de poursuivre l'idée d'insérer des molécules de médicament à l'intérieur afin qu'elles puissent être injectées à un patient et dirigées vers des cellules spécifiques, où ils libéreraient les drogues.
Le prochain objectif de Rome était d'améliorer les médicaments de chimiothérapie existants, qui tuent les cellules cancéreuses, mais provoquent également des effets secondaires car ils sont également toxiques pour les tissus sains. Rome et son équipe ont émis l'hypothèse que l'utilisation de chambres fortes pour administrer des médicaments directement aux cellules cancéreuses éliminerait le contact des médicaments avec les cellules saines et devrait réduire considérablement les effets secondaires du traitement. Ce concept n'a pas encore été prouvé chez l'homme, mais les chercheurs sont maintenant plus proches des essais cliniques de la technologie de livraison par voûte.
Une autre cible était le VIH/SIDA, qui, ces dernières années, est passée d'une condamnation à mort à une maladie chronique à mesure que les cocktails de médicaments antirétroviraux se sont améliorés. Cependant, pour les personnes vivant avec le VIH/SIDA, le maintien de la santé exige toujours qu'ils prennent les médicaments à vie, en raison d'un phénomène appelé latence du provirus au sein des réservoirs cellulaires.
Cela signifie que malgré la charge virale, ou taux sanguin, du VIH étant réduit à des niveaux indétectables par les médicaments, le virus latent (inactif) s'accumule toujours à l'intérieur des cellules dans des poches appelées réservoirs cellulaires. Parce que les médicaments anti-VIH ne peuvent affecter que les virus actifs, ces réservoirs de virus latents survivent au traitement médicamenteux. Lorsque les médicaments antirétroviraux sont arrêtés, le virus latent s'active, l'augmentation de la charge virale et essentiellement raviver l'infection par le VIH.
Le défi pour Zack et Marsden était de savoir comment traiter ces réservoirs cellulaires latents du VIH, qui empêchent l'éradication du VIH chez les patients traités. Les chercheurs ont découvert qu'une façon d'éliminer les réservoirs était d'activer le VIH latent, le rendant sensible aux médicaments antiviraux. Ils savaient qu'un médicament appelé bryostatine 1 activait le VIH latent en laboratoire, mais l'idée de le donner aux patients était problématique en raison de ses effets secondaires toxiques.
Zack et Marsden avaient besoin d'un moyen d'administrer le médicament tout en minimisant les effets secondaires, ce qui en fait un candidat parfait pour la livraison en chambre forte.
Rome et Buehler ont conçu une chambre forte avec un noyau lipophile spécial, qui lie les lipides et crée ainsi un environnement qui permet à des composés comme la bryostatine 1 d'être chargés dans les voûtes. Avec Zack, Marsden et Paul Wender de l'Université de Stanford, ils ont démontré que la voûte pouvait contenir la bryostatine 1 et la libérer lorsqu'elle était délivrée aux cellules contenant les réservoirs latents du VIH. L'équipe poursuit d'autres études pour rapprocher les activateurs de virus latents chargés dans le coffre-fort des tests cliniques.
"Parce que le virus latent est incurable, les réservoirs latents sont actuellement le principal obstacle à la guérison du VIH, " dit Zack, qui est également professeur de médecine et de microbiologie, immunologie et génétique moléculaire. "Si nous pouvons activer le virus latent, essentiellement l'allumer, nous pouvons le traiter et l'éradiquer, guérissant ainsi le patient de l'infection par le VIH.
"Ces expériences démontrent la nouvelle capacité de ces chambres fortes à encapsuler des composés thérapeutiques jusqu'à plus de 2, 000 molécules par voûte unique, " dit Rome, également professeur de biochimie à l'UCLA. "Et ces coffres particuliers peuvent complètement internaliser leur cargaison, ajoutant une couche supplémentaire de protection pour les cellules saines."
