Les chercheurs qui travaillent avec de minuscules transporteurs de médicaments appelés nanoparticules lipidiques ont développé un nouveau type de matériau capable d'atteindre les poumons et les yeux, une étape importante vers la thérapie génétique pour les maladies héréditaires comme la mucoviscidose et la perte de vision héréditaire.

Les résultats de l'étude dirigée par Gaurav Sahay et Yulia Eygeris de l'Oregon State University College of Pharmacy et Renee Ryals de l'Oregon Health &Science University ont été publiés aujourd'hui dans les Actes de l'Académie nationale des sciences. .

Contrairement à d’autres types de nanoparticules lipidiques qui ont tendance à s’accumuler dans le foie, celles de cette étude, basées sur le composé thiophène, sont capables de se frayer un chemin jusqu’aux tissus des poumons et de la rétine, où elles délivrent leur charge thérapeutique. Les chercheurs appellent ces nouveaux lipides des thio-lipides.

La collaboration a démontré, en utilisant des modèles animaux, la possibilité d'utiliser des thio-lipides dans des nanoparticules lipidiques pour délivrer de l'ARN messager, la technologie sur laquelle reposent les vaccins contre la COVID-19, pour lutter contre la cécité génétique et les maladies pulmonaires.

"Ces nanoparticules remplies de lipides gras peuvent encapsuler des médicaments génétiques comme l'ARNm et les éditeurs de gènes CRISPR-Cas9, qui peuvent être utilisés pour traiter et même guérir des maladies génétiques rares", a déclaré Eygeris, associé de recherche principal à l'OSU. "Les structures chimiques des lipides déterminent la puissance des nanoparticules lipidiques et quel organe elles peuvent atteindre à partir de la circulation sanguine."

Les lipides sont des composés organiques contenant des queues grasses et se trouvent dans de nombreuses huiles et cires naturelles, et les nanoparticules sont de minuscules morceaux de matériau dont la taille varie de un à 100 milliardièmes de mètre. L'ARN messager fournit des instructions aux cellules pour fabriquer une protéine particulière.

Avec les vaccins contre le coronavirus, l'ARNm transporté par les nanoparticules lipidiques demande aux cellules de fabriquer un morceau inoffensif de la protéine de pointe du virus, qui déclenche une réponse immunitaire de l'organisme.

En tant que thérapie pour la déficience visuelle résultant d'une dégénérescence héréditaire de la rétine, l'ARNm demanderait aux cellules de la rétine – qui ne fonctionnent pas correctement en raison d'une mutation génétique – de fabriquer les protéines nécessaires à la vue. La dégénérescence héréditaire de la rétine, communément abrégée en IRD, englobe un groupe de troubles de gravité et de prévalence variables qui touchent une personne sur quelques milliers dans le monde.

Un exemple de maladie pulmonaire génétique est la fibrose kystique, une maladie évolutive qui entraîne une infection pulmonaire persistante et touche 30 000 personnes aux États-Unis, avec environ 1 000 nouveaux cas identifiés chaque année.

Un gène défectueux, le régulateur de conductance transmembranaire de la mucoviscidose, ou CFTR, est à l'origine de la maladie, caractérisée par une déshydratation pulmonaire et une accumulation de mucus qui bloque les voies respiratoires.

L'étude sur les nanoparticules lipidiques à base de thiophène, qui a impliqué des souris et des primates non humains, découle d'un projet visant à remédier aux limitations associées au principal moyen d'administration actuel pour l'édition génétique :un type de virus connu sous le nom de virus adéno-associé, ou AAV.

"L'AAV a une capacité d'emballage limitée par rapport aux nanoparticules lipidiques et peut provoquer une réponse du système immunitaire", a déclaré Sahay, professeur de sciences pharmaceutiques. "Il ne fonctionne pas non plus à merveille en continuant à exprimer les enzymes que l'outil d'édition utilise comme ciseaux moléculaires pour couper l'ADN à éditer."

Sahay qualifie les résultats des thio-lipides de « très encourageants », mais affirme que davantage d'études sont nécessaires, notamment des recherches sur l'impact à long terme des lipides sur la santé de la rétine.

"Mais nous pensons que nos résultats servent de preuve de concept et nous continuerons à explorer les thio-lipides dans des traitements potentiels des maladies génétiques pulmonaires et rétiniennes", a-t-il déclaré.

Les autres chercheurs de l'OSU College of Pharmacy contribuant à l'étude étaient Mohit Gupta, Jeonghwan Kim, Antony Jozic, Milan Gautam, Jonas Renner, Dylan Nelson et Elissa Bloom.

Plus d'informations : Yulia Eygeris et al, Lipides à base de thiophène pour l'administration d'ARNm aux tissus pulmonaires et rétiniens, Actes de l'Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2307813120

Fourni par l'Université d'État de l'Oregon