Acides nucléiques thérapeutiques :segments d'ADN ou d'ARN créés en laboratoire, conçu pour être utilisé pour bloquer ou modifier des gènes, contrôler l'expression des gènes ou réguler d'autres processus cellulaires - sont un domaine prometteur mais encore émergent du traitement biomédical, avec plusieurs médicaments déjà utilisés et bien d'autres en cours d'essai. Les nanoparticules d'acide nucléique (NANP) sont des assemblages programmables constitués exclusivement d'acides nucléiques avec un certain nombre de séquences d'acides nucléiques thérapeutiques intégrées dans leur structure dans une configuration spécifique, conçu pour le conditionnement et la délivrance de plusieurs traitements intercellulaires ou extracellulaires simultanément, provoquer plusieurs, actions thérapeutiques cellules humaines.

Peut-être de manière prévisible pour une nouvelle classe de médicaments, cette nouvelle forme prometteuse de traitement a souvent rencontré des difficultés dans les tests cliniques. Des problèmes récurrents ont empêché de nombreux produits en développement d'être approuvés pour utilisation, et ont eu un effet décourageant sur la poursuite de la recherche. La principale de ces difficultés a été des réactions immunitaires indésirables en réponse à l'administration de formulations à base de NANP.

Dans un journal en Protocoles naturels , les chercheurs en nanotechnologie Marina Dobrovolskaia du Frederick National Laboratory for Cancer Research, et Kirill Afonin de l'Université de Caroline du Nord à Charlotte, décrivent le développement d'un protocole reproductible qui évalue avec précision les propriétés immunitaires qualitatives et quantitatives de différents NANP lorsqu'ils sont utilisés pour administrer des acides nucléiques thérapeutiques.

"Dix à vingt pour cent de tous les médicaments sont retirés au cours des essais cliniques en raison de l'immunotoxicité - les thérapies aux acides nucléiques ne font pas exception, " dit Afonine, dont la recherche, entre autres, se concentre sur le développement de NANP et la compréhension des réponses immunitaires aux NANP. "Cela est particulièrement vrai pour les NANP, car l'utilisation thérapeutique des acides nucléiques est un domaine relativement jeune."

« Il existe de nombreuses caractéristiques immunitaires inconnues des NANP qui peuvent les empêcher de participer à des essais cliniques. Cela inhibe la recherche sur le terrain, parce que les chercheurs savent qu'après des milliards de dollars en dépenses de tests, un médicament peut encore échouer en raison d'une réaction immunitaire indésirable lors des essais, " a-t-il noté. " Alors, c'est la clé :comment pouvons-nous prédire avec précision la stimulation immunitaire d'un médicament avant de le mettre chez un patient ?"

Le protocole proposé dans l'article est un processus détaillé étape par étape pour évaluer les propriétés inflammatoires de toute conception NANP donnée lorsqu'elle est administrée à l'homme, en utilisant des cellules mononucléées du sang périphérique humain ("globules blancs") comme modèle de test. Les expériences in vitro réalisées dans le papier ont utilisé des cellules fraîchement prélevées et isolées du sang de plus de 100 donneurs humains sains, bien que le document note qu'aussi peu que trois donneurs pourraient être suffisants pour tenir compte de la diversité génétique individuelle dans les cellules immunitaires.

"Visant un large échantillon dans nos études, nous avons utilisé plus de 100 donneurs et le sang a été prélevé à différentes périodes de l'année, c'était donc un pool de cellules sanguines très hétérogène, " a noté Afonine.

"Ce protocole est reproductible et il utilise le modèle le plus précis, " Il a dit. " C'est plus prédictif des tempêtes de cytokines que les modèles animaux, lequel est, franchement, incroyable. Cela le rend également abordable pour plus de chercheurs, parce qu'ils n'ont pas à travailler avec des animaux."

Un protocole standardisé fiable et précis pour évaluer la réponse immunitaire humaine à différentes conceptions de particules peut être d'une grande valeur pour soutenir la recherche dans les NANPs, le document soutient : « Afin de faire progresser davantage la traduction des NANPs de la paillasse à la clinique, le domaine a grand besoin de protocoles expérimentaux fiables pour l'évaluation de la sécurité et de l'efficacité de ces nouveaux nanomatériaux."

"C'est important car il y a des centaines de chercheurs qui travaillent sur les NANP et chacun a sa propre formulation préférée, " Afonin a déclaré. "Le problème est qu'ils utilisent tous également des protocoles différents. Quand vous lisez leurs publications, il est difficile de dire quelle formulation est la meilleure parce que les conditions dans lesquelles ils les ont testées sont complètement différentes - il n'y a pas d'harmonie."

Alors qu'une réponse immunologique toxique pourrait empêcher une conception NANP spécifique d'entrer dans les essais cliniques, le document note que dans certaines thérapies, certaines des réponses immunitaires spécifiques provoquées par certains NANP peuvent, En réalité, être utile et désiré.

Le protocole mesure à la fois la nature quantitative de la réaction immunitaire de la cellule - l'ampleur de la réponse immunitaire - et la nature qualitative de celle-ci - quel type exact de réponse(s) chimique(s) la réaction immunitaire provoque.

"La 'qualité' mesurée ici est le type d'interférons ou de cytokines qui seront produits en réaction au NANP spécifique, " at-il dit. " La qualité et la quantité sont des questions cruciales. Et parfois, la réponse immunitaire n'est pas mauvaise ou indésirable - en utilisant ce protocole, nous pouvons évaluer la qualité et la quantité de la réponse immunitaire d'un NANP spécifique afin qu'il puisse être utilisé comme adjuvant de vaccin, par exemple."

Afonin est convaincu que le protocole produit des résultats très précis en raison de l'expérimentation approfondie qui a été nécessaire à sa conception.

« Les étapes de ce protocole ont été réfléchies et validées pour plus de 60 conceptions NANP différentes, généré à la fois par mon laboratoire et par d'autres personnes sur le terrain - un échantillon très représentatif, " Afonin a souligné. "Notre objectif est d'harmoniser les tests et de faire quelque chose qui sera une étape importante pour la recherche future."