Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Comprehensive Cancer Center de l'Ohio State University—Arthur G. James Cancer Hospital et Richard J. Solove Research Institute (OSUCCC—James) montre que les nanoparticules d'ARN ont des propriétés élastiques et caoutchouteuses qui aident à expliquer pourquoi ces particules ciblent les tumeurs si efficacement et pourquoi ils possèdent une toxicité plus faible dans les études sur les animaux.

Les nanoparticules d'ARN sont très prometteuses pour l'administration ciblée de médicaments anticancéreux. Comprendre leur structure et leur comportement est essentiel pour leur éventuelle utilisation future.

Cette étude, publié dans la revue ACS Nano , révèle que les nanoparticules d'ARN ont des propriétés élastiques et caoutchouteuses qui permettent aux molécules de s'étirer et de reprendre leur forme normale. Les chercheurs affirment que ces propriétés pourraient aider les particules à cibler les tumeurs en leur permettant de glisser à travers les parois mal formées des vaisseaux sanguins tumoraux et de pénétrer dans une masse tumorale.

Les chercheurs ont en outre prouvé que les mêmes propriétés caoutchouteuses permettent à la nanoparticule d'ARN de glisser à travers les filtres rénaux pour être excrétée dans l'urine une demi-heure après l'injection systémique, les éliminant ainsi du corps relativement rapidement. Cette, à son tour, pourrait réduire la rétention de l'agent anticancéreux dans les organes vitaux, réduire la toxicité d'un agent.

"Nous montrons que les nanoparticules d'ARN ont une flexibilité qui permet l'assemblage de structures moléculaires qui ont des angles étirables, " dit le responsable de l'étude et auteur correspondant Peixuan Guo, Doctorat., professeur au Collège de pharmacie et titulaire de la chaire Sylvan G. Frank en pharmacie et administration de médicaments. Guo fait également partie du programme de recherche en thérapeutique translationnelle OSUCCC—James.

"Ces résultats démontrent les propriétés caoutchouteuses des nanoparticules d'ARN et pourquoi ces molécules sont très prometteuses pour les applications industrielles et biomédicales, en particulier en tant que supports pour l'administration ciblée de médicaments anticancéreux, " dit Guo, qui dirige le Center for RNA Nanobiotechnology and Nanomedicine de l'Ohio State.

Pour cette étude, Guo et ses collègues ont testé l'élasticité des polymères d'acide nucléique en étirant et en relaxant des nanoparticules d'ARN individuelles, tout en soumettant des nanoparticules d'ARN à des études d'élasticité à l'aide de pinces optiques à double faisceau construites dans le laboratoire Guo. Finalement, ils ont utilisé des modèles animaux pour étudier la biodistribution, excrétion et rétention de nanoparticules d'ARN. Cela comprenait la mesure de l'excrétion des particules dans l'urine, ainsi que l'étude de l'effet de leur forme et de leur taille.

Les principales conclusions comprennent :

• Les nanoparticules d'ARN sont étirables et rétractables, comme le caoutchouc, même après une extension et une relaxation répétées avec plusieurs répétitions par des pincettes optiques.
• Dans les modèles animaux, Les nanoparticules d'ARN montrent un ciblage du cancer plus fort et une accumulation plus faible dans les organes sains par rapport aux nanoparticules d'or et de fer de taille similaire.
• Également dans les modèles animaux, dans la demi-heure suivant l'injection systémique, des nanoparticules d'ARN qui étaient 5, 10 et 20 nm de taille ont été filtrés par les reins et ont conservé leur structure d'origine dans l'urine, même si la limite supérieure de la taille des pores du rein pour la filtration est généralement de 5,5 nm. Cela suggère que les nanoparticules d'ARN plus grosses ont glissé comme du caoutchouc et des amibes à travers les pores de filtration, puis sont revenus à leur taille et à leur forme d'origine dans l'urine.

"Globalement, " Guo dit, "nous pensons que ces découvertes soutiennent davantage le développement de nanoparticules d'ARN pour l'administration ciblée de médicaments anticancéreux ou d'ARN thérapeutique."

Les autres chercheurs impliqués dans cette étude étaient Chiran Ghimire, Hongzhi Wang, Hui Li, Mario Vieweger et Congcong Xu, L'Université d'État de l'Ohio.