Les médicaments ont souvent des effets secondaires indésirables. L'une des raisons est qu'ils n'atteignent pas seulement les cellules malsaines auxquelles ils sont destinés, mais aussi atteindre et avoir un impact sur les cellules saines. Chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM), en collaboration avec le KTH Royal Institute of Technology de Stockholm, ont développé un nano-support stable pour les médicaments. Un mécanisme spécial garantit que les médicaments ne sont libérés que dans les cellules malades.

Le corps humain est composé de milliards de cellules. En cas de cancer, le génome de plusieurs de ces cellules est modifié pathologiquement de sorte que les cellules se divisent de manière incontrôlée. La cause des infections virales se trouve également dans les cellules affectées. Lors d'une chimiothérapie par exemple, des médicaments sont utilisés pour essayer de détruire ces cellules. Cependant, la thérapie impacte tout le corps, endommageant également les cellules saines et entraînant des effets secondaires parfois assez graves.

Une équipe de chercheurs dirigée par le Pr Oliver Lieleg, Professeur de biomécanique et membre de la TUM Munich School of BioEngineering, et le professeur Thomas Crouzier du KTH a développé un système de transport qui libère les agents actifs des médicaments uniquement dans les cellules affectées. « Les porteurs de médicaments sont acceptés par toutes les cellules, " explique Lieleg. " Mais seules les cellules malades devraient pouvoir déclencher la libération de l'agent actif. "

L'ADN synthétique maintient les transporteurs de médicaments fermés

Les scientifiques ont maintenant montré que le mécanisme fonctionne dans des systèmes de modèles tumoraux basés sur des cultures cellulaires. Ils ont d'abord emballé les ingrédients actifs. Dans ce but, ils utilisaient des mucines, l'ingrédient principal du mucus que l'on trouve par exemple sur les muqueuses de la bouche, l'estomac et les intestins. Les mucines sont constituées d'un fond protéique auquel les molécules de sucre sont amarrées. « Comme les mucines sont naturellement présentes dans le corps, les particules de mucine ouvertes peuvent ensuite être décomposées par les cellules, " dit Lieleg.

Une autre partie importante de l'emballage se produit également naturellement dans le corps :l'acide désoxyribonucléique (ADN), le porteur de notre information génétique. Les chercheurs ont créé synthétiquement des structures d'ADN avec les propriétés qu'ils souhaitaient et ont chimiquement lié ces structures aux mucines. Si du glycérol est maintenant ajouté à la solution contenant les molécules d'ADN de mucine et l'ingrédient actif, la solubilité des mucines diminue, ils se replient et renferment l'agent actif. Les brins d'ADN se lient les uns aux autres et stabilisent ainsi la structure afin que les mucines ne puissent plus se déployer.

La serrure à la clé

Les particules stabilisées par l'ADN ne peuvent être ouvertes que par la bonne "clé" afin de libérer à nouveau les molécules d'agent actif encapsulées. Ici, les chercheurs utilisent ce qu'on appelle des molécules de microARN. L'ARN ou acide ribonucléique a une structure très similaire à celle de l'ADN et joue un rôle majeur dans la synthèse des protéines par l'organisme; il peut également réguler d'autres processus cellulaires.

« Les cellules cancéreuses contiennent des brins de microARN dont nous connaissons précisément la structure, " explique Ceren Kimna, auteur principal de l'étude. "Pour les utiliser comme clés, nous avons modifié la serrure en conséquence en concevant méticuleusement les brins d'ADN synthétiques qui stabilisent nos particules porteuses de médicaments. Les brins d'ADN synthétique dans les particules peuvent également être adaptés aux structures de microARN qui se produisent avec d'autres maladies telles que le diabète ou l'hépatite.

L'application clinique du nouveau mécanisme n'a pas encore été testée; des investigations de laboratoire supplémentaires avec des systèmes de modèles tumoraux plus complexes sont d'abord nécessaires. Les chercheurs prévoient également d'étudier la possibilité de modifier davantage ce mécanisme pour libérer des agents actifs afin d'améliorer les thérapies anticancéreuses existantes.