Dans des expériences de "preuve de concept" avec des cellules et des tissus de souris et humains, les chercheurs de Johns Hopkins Medicine affirment avoir conçu de minuscules protéines, appelées nanocorps, dérivées d'anticorps de lama, qui pourraient potentiellement être utilisées pour administrer des médicaments ciblés aux cellules musculaires humaines. Les chercheurs affirment que la capacité de cibler plus précisément ces tissus pourrait faire avancer la recherche de moyens plus sûrs et plus efficaces pour soulager la douleur pendant la chirurgie, traiter les rythmes cardiaques irréguliers et contrôler les crises.

Les résultats des expériences ont été publiés le 21 février dans le Journal of Biological Chemistry .

Les nanocorps sont de petites versions de protéines appelées anticorps qui marquent les agents pathogènes potentiels en vue de leur destruction par le système immunitaire. Les scientifiques ne savent pas pourquoi ils n'existent que chez certaines espèces, comme les camélidés et les requins, mais depuis leur découverte dans les années 1980, les chercheurs les ont étudiés pour les utiliser comme outil de recherche et système d'administration de médicaments anticancéreux avec un succès mitigé.

Conscients de ces expériences, les chercheurs de Johns Hopkins ont soupçonné que les nanocorps pourraient être utiles comme outil pour se fixer aux canaux ioniques sodium d'une cellule, qui agissent comme une sorte d'interrupteur pouvant conduire des signaux chimiques qui activent ou désactivent les cellules musculaires.

Neuf variétés de ces commutateurs apparaissent dans le corps humain, chacune spécifique à un type de tissu tel que le muscle ou le nerf. Étant donné que les protéines des canaux ne présentent que de petites différences entre elles, la plupart des médicaments ne peuvent pas les différencier, ce qui pose des risques pour la sécurité lorsqu'ils tentent de les utiliser avec des médicaments tels que des anesthésiques. Selon les chercheurs, les médicaments existants bloquent la douleur et sédatent un patient en "désactivant" les canaux d'ions sodium dans les nerfs et les muscles squelettiques, mais peuvent également abaisser dangereusement la fréquence cardiaque et interférer avec les rythmes cardiaques.

D'autres études, selon les chercheurs de Johns Hopkins Medicine, ont en effet montré que les nanocorps peuvent être utilisés pour transporter une cargaison, une capacité qui pourrait faire progresser les efforts visant à administrer des médicaments à des canaux ioniques de sodium spécifiques, en éliminant ces effets secondaires.

"C'est pourquoi les cliniciens et les sociétés pharmaceutiques sont intéressés à trouver des médicaments capables de moduler ces canaux - soit pour activer ou désactiver - distinctement ", explique Sandra Gabelli, Ph.D., professeure agrégée de médecine à la Johns Hopkins University School of Medicine. .

Gabelli a reconnu que la petite taille des nanocorps pourrait leur permettre de se lier à des zones inaccessibles aux molécules plus grosses, comme les anticorps plus gros qui sont souvent utilisés pour des applications similaires.

Dans leurs expériences de preuve de concept, l'équipe de recherche de Gabelli a passé au crible une très grande bibliothèque de 10 millions de nanocorps pour les développer en tant que protéines biologiques susceptibles de différencier les canaux ioniques sodium dans les muscles de ceux des nerfs.

En collaboration avec Manu Ben-Johny de l'Université de Columbia, les chercheurs ont attaché une molécule "rapporteuse" fluorescente aux nanocorps qui s'allume lorsqu'elle interagit avec le canal sodique. En surveillant la lueur, les chercheurs ont découvert que deux nanocorps, Nb17 et Nb82, étaient attachés aux canaux ioniques sodium spécifiques au muscle squelettique et au muscle cardiaque.

Les chercheurs ont également testé la stabilité des nanocorps à différentes températures, un facteur clé dans le développement et la livraison de médicaments aux cliniques. L'équipe de recherche a découvert que les nanocorps Nb17 et Nb82 étaient résistants à des températures allant jusqu'à 168,8 et 150,8 degrés Fahrenheit, respectivement, ce qui indique que ces nanocorps resteraient stables dans des conditions normales.

Les chercheurs prévoient ensuite d'imager les canaux des nanocorps et des ions sodium liés ensemble pour en savoir plus sur le fonctionnement de cette interaction. + Explorer plus loin

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