Les chercheurs de Johns Hopkins rapportent qu'un type de produit biodégradable, Les nanoparticules conçues en laboratoire qu'ils ont fabriquées peuvent délivrer avec succès un « gène suicide » aux cellules tumorales cérébrales pédiatriques implantées dans le cerveau de souris. Les nanoparticules de poly(bêta-amino ester), connu sous le nom de PBAE, faisaient partie d'un traitement qui utilisait également un médicament pour tuer les cellules et prolonger la survie des animaux de laboratoire.

Dans leur étude, décrit dans un rapport publié en janvier 2020 dans la revue Nanomédecine :Nanotechnologie, Biologie et médecine , les chercheurs avertissent que pour des raisons de sécurité et biologiques, il est peu probable que le gène suicide du virus de l'herpès simplex de type I thymidine kinase (HSVtk) - qui rend les cellules tumorales plus sensibles aux effets mortels du médicament antiviral ganciclovir - puisse être le traitement exact utilisé pour traiter le médulloblastome humain et le tératoïde atypique/ tumeurs rhabdoïdes (AT/RT) chez l'enfant.

Les « gènes suicides » sont étudiés et utilisés dans le traitement du cancer depuis plus de 25 ans. Le gène HSVtk fabrique une enzyme qui aide à restaurer la fonction de suppression tumorale naturelle.

Spécifiquement, les expériences ont révélé qu'une combinaison du gène suicide et du ganciclovir administré par injection intrapéritonéale à des souris a tué plus de 65 % des deux types de cellules tumorales cérébrales pédiatriques. La combinaison a été délibérément « transfectée » avec le gène sept jours après que la thérapie aux nanoparticules a été utilisée pour délivrer le matériel génétique. Les souris porteuses d'une tumeur de type AT/RT ont vécu 20 % plus longtemps après avoir reçu le traitement :42 jours, contre 35 jours pour les souris non traitées. Ceux avec une tumeur de type médulloblastome du groupe 3 implantée dans le cerveau ont vécu 63 % plus longtemps, survivant 31 jours par rapport à 19 jours pour les souris non traitées.

« C'est un moyen alternatif passionnant de pouvoir administrer une thérapie génique à une tumeur d'une manière sélective qui cible uniquement les cellules tumorales, " dit Eric Jackson, MARYLAND., professeur agrégé de neurochirurgie à la Johns Hopkins University School of Medicine. "Notre idée est maintenant de trouver d'autres collaborateurs qui pourraient avoir une thérapie génique qui, selon eux, fonctionnerait bien pour tuer ces tumeurs."

Le médulloblastome et l'AT/RT sont deux des tumeurs cérébrales pédiatriques les plus répandues et les plus mortelles. Soins traditionnels, y compris les radiations, peut endommager les tissus sains ainsi que la tumeur, et peut produire des effets secondaires à long terme sur le développement chez les enfants en pleine croissance, il est donc essentiel de trouver de nouvelles thérapies, Remarques de Jackson.

La thérapie génique qui cible uniquement les cellules cancéreuses est une voie de traitement prometteuse, mais de nombreuses méthodes de thérapie génique utilisent un virus modifié pour délivrer leurs charges utiles thérapeutiques d'ADN, une méthode qui peut ne pas être sûre ou adaptée à un usage pédiatrique. "Beaucoup de ces virus sont sans danger si vous avez un système immunitaire mature, mais chez les très jeunes patients dont le système immunitaire est plus fragile, un système de livraison de virus peut présenter des risques supplémentaires, " dit Jackson.

Pour résoudre ce problème, Jackson a collaboré avec Jordan Green, Doctorat., chercheur au Johns Hopkins Kimmel Cancer Center Bloomberg~Kimmel Institute for Cancer Immunotherapy, directeur du Johns Hopkins Biomaterials and Drug Delivery Laboratory et professeur de génie biomédical, pour trouver un autre type de support pour la thérapie génique. Green et ses collègues ont développé la classe PBAE de nanoparticules polymères, qui peut être conçu pour lier et transporter l'ADN.

Les PBAE biodégradables sont injectés dans une masse tumorale où ils libèrent en toute sécurité leur cargaison d'ADN après avoir été ingérés par les cellules tumorales. Dans des études précédentes qui utilisaient des particules similaires pour administrer une thérapie génique aux cancers du cerveau adultes et aux cancers du foie dans des cultures cellulaires et chez des rongeurs, Green et ses collègues ont découvert que les nanoparticules ciblent préférentiellement les cellules tumorales par rapport aux cellules saines.

Le mécanisme qui permet aux particules de cibler préférentiellement les cellules tumorales est toujours à l'étude, mais Green pense que "la surface chimique de la particule interagit probablement avec des protéines qui se trouvent à la surface de certains types de cellules cancéreuses".

Green et ses collègues ont modifié les nanoparticules pour cibler les deux tumeurs malignes pédiatriques. "En apportant de petites modifications chimiques aux polymères qui composent les nanoparticules, nous pouvons modifier de manière significative l'absorption cellulaire dans des types particuliers de cellules cancéreuses, et la livraison subséquente du gène au cytosol, d'une manière spécifique à la cellule, " dit Vert.

Jackson dit qu'il espère que les nanoparticules pourront être utilisées pour fournir une variété de traitements basés sur les gènes, y compris des thérapies qui modifient les niveaux d'expression des gènes, activer et désactiver complètement les gènes, ou sensibiliser les cellules à d'autres thérapies, selon les spécificités de la tumeur du patient. "À certains égards, nous sommes encore en phase de découverte des gènes à cibler" dans le médulloblastome et l'AT/RT, il dit.

Les nanoparticules « peuvent porter des gènes plus gros que ce qui peut être porté par un virus, et peut porter des combinaisons de gènes, " dit Green. " C'est une plate-forme qui n'a pas de limites sur la taille de la cargaison livrée, ou des limitations liées à l'immunogénicité ou à la toxicité. Et, il est plus facile à fabriquer qu'un virus."