La complexité biologique du cancer et d'autres maladies exige un arsenal de thérapies plus formidable que celui actuellement disponible. La plupart des approches thérapeutiques ignorent le réseau moléculaire dynamique des gènes, ciblant à la place très peu de gènes sélectionnés liés à la maladie.

Une nouvelle étude de l'Université de Tel Aviv publiée dans Nature Nanotechnologie propose une nouvelle approche pour manipuler les gènes à l'aide d'une plateforme d'auto-assemblage qui délivre des acides nucléiques, tels que les petits ARN interférents (siARN), à des sous-ensembles de cellules distincts. Alors que les pratiques actuelles de la médecine de précision ciblent un seul récepteur cellulaire, la nouvelle plate-forme modulaire offre une approche biologique robuste et pourrait détenir la clé de l'avenir de la médecine personnalisée.

"Les transporteurs ciblés de livraison d'ARNsi construits aujourd'hui se concentrent sur des cellules spécifiques et nécessitent une conjugaison chimique de l'agent de ciblage, " déclare le professeur Dan Peer du laboratoire de nanomédecine de précision de la TAU's School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, qui a dirigé la recherche. « La nouvelle plateforme est basée sur l'affinité biologique, une approche d'auto-assemblage qui peut être traduite pour cibler un nombre infini de maladies et d'affections."

La recherche pour l'étude a été menée par les premiers co-auteurs, le Dr Ranit Kedmi et Nuphar Veiga et ses collègues du laboratoire TAU du professeur Peer, en collaboration avec le professeur Itai Benhar de la TAU's School of Molecular Cell Biology and Biotechnology, Dr Michael Harlev du Centre de services vétérinaires de TAU, Dr Mark Belkhe d'Integrated DNA Technologies (IDT) et Prof. Judy Lieberman du Boston Chidren's Hospital et de la Harvard Medical School.

Localiser le "linker"

Selon le professeur Peer, la nouvelle plate-forme "supprime de nombreux obstacles" qui affligent la médecine de précision aujourd'hui. Au cœur de la plateforme de livraison se trouve le "linker, " une lipoprotéine qui se lie à la région constante de l'anticorps. Étant donné que tous les anticorps de la même famille partagent une région commune, une simple altération de l'anticorps donne un nouveau vecteur d'administration qui s'adapte au récepteur cible de choix.

"Parce que sa construction repose sur des interactions affinitaires, il n'est pas nécessaire d'introduire des optimisations de conjugaison chimique pour que la méthode fonctionne, " explique le professeur Peer. " Les linkers sont collés dans la membrane des nanoparticules et se lient à une région fixe de tout anticorps du même isotype. Cela permet un passage sûr à une sélection théoriquement illimitée de porteurs ciblant des récepteurs de surface cellulaire distincts. »

"Nous pensons que cette plate-forme de livraison modulaire constitue une étape importante qui rend la médecine de précision vraiment réalisable, " dit Mme Veiga. " Le défi a été de savoir comment diriger certaines thérapies conçues pour manipuler des gènes d'intérêt dans des cellules spécifiques sans développer un vecteur de médicament spécifique pour chaque type de cellule spécifique. Il serait très coûteux et peu pratique de développer des millions de médicaments différents pour traiter chaque type de cellule spécifique et chaque gène spécifique. Plutôt, l'accent devrait être mis sur le développement d'un outil basé sur les acides nucléiques pour manipuler l'expression des gènes à l'aide d'une méthode simple, échange constant."

Résultats rapides

Pour la recherche, les scientifiques ont utilisé la plate-forme pour cibler les macrophages du côlon afin de réduire les symptômes inflammatoires causés par la maladie inflammatoire de l'intestin (MICI) dans des modèles murins. "On peut facilement obtenir des résultats rapides en utilisant ces supports ciblés, " explique le professeur Peer. " Les souris présentaient beaucoup moins d'inflammation, ce qui suggère la possibilité de promettre de nouvelles opportunités thérapeutiques pour les MII."

Les chercheurs ont également affecté des modèles de souris atteints de lymphome à cellules du manteau, utiliser la nouvelle plateforme pour cibler les cellules cancéreuses, induisent la mort cellulaire et améliorent considérablement la survie globale.

"Notre recherche soutient le développement de plateformes ciblées d'administration d'acides nucléiques pour la thérapie des maladies auto-immunes et du cancer, " explique le professeur Peer. " Notre plate-forme d'administration peut être ajustée pour chaque patient afin de cibler un nombre potentiellement infini de récepteurs.

"Il est suffisamment flexible pour être facilement personnalisé pour cibler n'importe quel sous-ensemble de cellules et éliminer n'importe quel gène de choix. Nous pensons qu'il a un potentiel de recherche et thérapeutique énorme."

Les chercheurs s'intéressent actuellement à l'avancement d'une preuve de concept chez l'homme.