Lorsque les scientifiques développent des thérapies contre le cancer, ils ciblent les caractéristiques qui rendent la maladie mortelle :croissance tumorale, métastase, récidive et résistance aux médicaments. Dans les cancers épithéliaux - les cancers du sein, ovaires, prostate, peau et vessie, qui commencent dans la muqueuse des organes - ces processus sont contrôlés par un programme génétique appelé transition épithéliale-mésenchymateuse.
La transition épithéliale-mésenchymateuse est régulée par une protéine appelée Twist, ce qui signifie que Twist influence directement le développement du cancer, sa propagation à d'autres organes et son retour après rémission.
Dans une étape majeure vers le développement d'une nouvelle thérapie qui cible la transition épithéliale-mésenchymateuse, des scientifiques de l'UCLA et de City of Hope sont devenus les premiers à inhiber le mécanisme de Twist en utilisant des nanoparticules pour délivrer un acide nucléique appelé petit ARN interférent, ou siARN, dans les cellules tumorales. Dans les modèles de souris, la délivrance de siRNA dans les cellules cancéreuses a inhibé l'expression de Twist, ce qui à son tour a réduit la transition épithéliale-mésenchymateuse et considérablement réduit la taille des tumeurs.
L'étude, qui a été publié en ligne dans la revue Nanomédecine :Nanotechnologie, Biologie et médecine , était dirigé par Jeffrey Zink et Fuyu Tamanoi, tous deux membres du California NanoSystems Institute et du Jonsson Comprehensive Cancer Center de l'UCLA, et Carlotta Glackin du City of Hope Cancer Center.
« Nous avons été vraiment surpris par l'effet spectaculaire de l'administration d'ARNsi Twist, " dit Tamanoï, qui est également professeur de microbiologie, immunologie et génétique moléculaire et directeur du programme de transduction du signal et de thérapeutique au Jonsson Cancer Center. "Cela démontre l'efficacité de notre traitement et nous encourage à explorer davantage ce qui arrive à la tumeur."
Dans les études précédentes, Il a été démontré que l'ARNsi inhibe efficacement l'expression des gènes dans les cellules tumorales cultivées en laboratoire. Mais la technique n'avait pas été efficace dans les organismes vivants car des enzymes dans le sang appelées nucléases dégradent l'ARNsi avant qu'il ne puisse atteindre les cellules tumorales.
Pour contourner ce problème, les chercheurs de l'UCLA et de City of Hope ont attaché l'ARNsi à l'extérieur d'un type particulier de nanoparticule développé par Zink appelé nanoparticules de silice mésoporeuse. Dans l'étude, les nanoparticules étaient recouvertes d'une substance appelée polyéthylèneimine, qui agissaient pour lier et protéger les siRNA lorsqu'ils étaient injectés dans le sang. Par conséquent, les nanoparticules pourraient s'accumuler dans les cellules tumorales et le siRNA pourrait agir en inhibant l'expression cellulaire de Twist.
L'étude a révélé que l'administration de nanoparticules chargées d'ARNsi à des souris une fois par semaine pendant six semaines inhibait la croissance tumorale, et qu'il a fermé non seulement Twist mais aussi d'autres gènes sous le contrôle du processus de transition épithéliale-mésenchymateuse.
"Ce résultat confirme l'importance critique de Twist et du processus de transition épithéliale-mésenchymateuse, qui favorise l'invasion tumorale et les métastases dans de nombreux cancers, " dit Glackin, professeur agrégé à la Cité de l'Espoir qui étudie la fonction de Twist depuis 20 ans.
Twist est réactivé dans un certain nombre de cancers métastatiques, notamment le cancer du sein triple négatif, mélanome et cancer de l'ovaire. En arrêtant le processus de transition épithéliale-mésenchymateuse, Zink et Tamanoi pourraient développer de nouvelles options thérapeutiques pour ces cancers.
Une autre découverte importante était que l'arrêt de l'expression de Twist a permis aux cellules cancéreuses de surmonter leur résistance aux médicaments anticancéreux.
Les chercheurs travaillent maintenant à la conception d'une nanoparticule de nouvelle génération qui permettra l'administration de siARN Twist et de molécules anticancéreuses dans la même nanoparticule, un coup de poing potentiel qui inhiberait la transition épithéliale-mésenchymateuse et tuerait les cellules cancéreuses.
Zink a déclaré que l'avancée serait possible en raison de la structure du type spécifique de nanoparticules que les chercheurs utilisent. "Les nanoparticules de silice mésoporeuses contiennent des milliers de pores, qui permet le stockage et l'administration de médicaments anticancéreux par les mêmes nanoparticules qui ont des siARN attachés à leur extérieur, " dit Zink, qui est également un professeur distingué de chimie et de biochimie à l'UCLA et un pionnier dans la conception et la synthèse de nanoparticules de silice mésoporeuses multifonctionnelles.
