Un grand pas en avant pour la délivrance d’ADN/ARN dans les thérapies anticancéreuses et cardiovasculaires
Lorsque nous envisageons les progrès de la médecine, nous pensons bien souvent à de nouveaux médicaments et traitements. Cependant, les innovations en matière de biomatériaux, de nanodispositifs et de procédés d’administration des médicaments sont tout aussi révolutionnaires du fait même qu’elles ouvrent la voie à de telles avancées. Les thérapies à base d’ADN et d’ARN constituent une application passionnante de l’innovation biomédicale et technologique, il s’agit d’une classe de traitement relativement nouvelle qui est rapidement passée du stade de curiosité de la recherche à celui du développement préclinique et clinique. La majorité des thérapies à base d’ADN et d’ARN reposent sur l’utilisation de nanoparticules pour leur délivrance. Ces systèmes de délivrance intelligents peuvent cibler des parties spécifiques du corps, assurant un traitement plus précis et donc plus efficace. Le projet NANO-SUPREMI, financé par l’UE, a permis de développer avec succès de nouveaux nanocapteurs et nanoporteurs à base d’ADN dont l’utilisation en médecine se révèle très prometteuse. «Les nanoparticules à base d’ADN ont été conçues pour cibler les protéines suivantes: NF-κB, TEAD, YAP/TAZ. Ces protéines spécifiques se sont récemment révélées constituer un “point de rencontre” crucial pour un certain nombre de voies de signalisation intracellulaires. Elles sont donc utilisées comme marqueurs de diagnostic pour des états pathologiques tels que le cancer et les maladies cardiovasculaires», explique Francesca Cavalieri, coordinatrice de NANO-SUPREMI. L’hôpital universitaire St. Anne de Brno, partenaire du projet et dirigé par Giancarlo Forte, est parvenu à inhiber la croissance du cancer du sein in vitro en bloquant ces protéines. L’équipe cherche actuellement à appliquer cette nanotechnologie aux cellules tumorales de la prostate d’un patient.
Observer le fonctionnement des nanoparticules thérapeutiques
Pour mettre au point de nouvelles nanoparticules à base d’ADN et d’ARN, les chercheurs ont dans un premier temps conçu une séquence d’ADN pouvant se lier à certaines protéines. Afin de faciliter l’absorption cellulaire et la signalisation intracellulaire de la séquence conçue, ils ont enveloppé la séquence d’ADN dans une nanoparticule possédant des propriétés chimiques et structurelles spécifiques. Des techniques de microscopie avancées ont permis à l’équipe d’évaluer la taille et la forme des nanoparticules, et de suivre les bioprocessus à l’échelle nanométrique – l’absorption cellulaire, le trafic intracellulaire et la délivrance ciblée des nanomédicaments – des nanoparticules d’ADN, des petits ARN interférents (pARN) et des microARN (miRNA). «Nous avons découvert que notre nanocommutateur d’ADN nouvellement développé sert de sonde dynamique pour détecter et quantifier comparativement en temps réel le silençage intracellulaire de NF-κB, éliminant le besoin de gènes rapporteurs. Ce dispositif de détection simple, rapide et fonctionnel est une alternative intéressante aux techniques de coloration standard basées sur les anticorps et aux technologies de gènes rapporteurs à plusieurs étapes et à usage intensif de réactifs», explique Francesca Cavalieri. Les chercheurs ont publié leurs résultats dans Nanoscale.
Une collaboration pluridisciplinaire à travers le monde
Les nanotechnologies constituent une «boîte à outils» susceptible de permettre des avancées majeures dans de nombreux domaines de la science et de l’ingénierie. Il ne s’agit pas d’un domaine unique mais d’une collaboration active entre différentes disciplines visant à manipuler des matériaux au niveau atomique et moléculaire. Lorsqu’appliqués à la médecine, les résultats sont particulièrement passionnants et peuvent améliorer considérablement nos vies. NANO-SUPREMI a permis à des chercheurs en début de carrière et à des chercheurs confirmés de recevoir une formation multidisciplinaire en biologie moléculaire, optique, imagerie biologique, nanobiomatériaux et chimie bioanalytique. Les membres de l’équipe ont organisé le transfert de connaissances via des méthodes de formation expérimentales, une série d’ateliers et de séminaires entre des institutions de recherche et d’enseignement situées en République tchèque, en Italie, en Australie, au Brésil, à Cuba et aux États-Unis.
Mots‑clés
NANO-SUPREMI, ADN, ARN, nanoparticules, médecine, signalisation intracellulaire, administration ciblée