Suche
Mein Konto
Les chercheurs de l'OSU franchissent une étape importante vers l'amélioration et la prolongation de la vie des patients atteints de fibrose kystique
Des chercheurs de l'Université d'État de l'Oregon et de l'Université de la santé et des sciences de l'Oregon ont franchi une étape cruciale vers l'amélioration et la prolongation de la vie des patients atteints de mucoviscidose, qui souffrent de voies respiratoires chroniquement bloquées et d'une espérance de vie considérablement réduite. L’équipe de scientifiques et de cliniciens a développé des nanoparticules lipidiques inhalables capables de délivrer efficacement de l’ARN messager aux poumons, stimulant ainsi les cellules pulmonaires à produire la protéine qui contrecarre la maladie. Les résultats ont été publiés dans ACS Nano. La recherche a été dirigée par le chercheur postdoctoral Jeonghwan Kim et Gaurav Sahay, professeur agrégé de sciences pharmaceutiques à l'OSU College of Pharmacy, qui ont développé des nanoparticules lipidiques, ou LNP...
Les chercheurs de l'OSU franchissent une étape importante vers l'amélioration et la prolongation de la vie des patients atteints de fibrose kystique
Des chercheurs de l'Université d'État de l'Oregon et de l'Université de la santé et des sciences de l'Oregon ont franchi une étape cruciale vers l'amélioration et la prolongation de la vie des patients atteints de mucoviscidose, qui souffrent de voies respiratoires chroniquement bloquées et d'une espérance de vie considérablement réduite.
L’équipe de scientifiques et de cliniciens a développé des nanoparticules lipidiques inhalables capables de délivrer efficacement de l’ARN messager aux poumons, stimulant ainsi les cellules pulmonaires à produire la protéine qui contrecarre la maladie.
Les résultats ont été publiés dans ACS Nano.
La recherche a été dirigée par Jeonghwan Kim, chercheur postdoctoral, et Gaurav Sahay, professeur agrégé de sciences pharmaceutiques à l'OSU College of Pharmacy, qui étudie les nanoparticules lipidiques, ou LNP, en tant que véhicules de transmission de gènes, en mettant l'accent sur la fibrose kystique. Les lipides sont des acides gras et des composés organiques similaires, notamment de nombreuses huiles et cires naturelles, et les nanoparticules sont de minuscules morceaux de matière dont la taille varie de un à 100 milliardièmes de mètre.
La fibrose kystique est une maladie génétique évolutive qui entraîne une infection pulmonaire persistante et touche 30 000 personnes aux États-Unis, avec environ 1 000 nouveaux cas identifiés chaque année. Plus des trois quarts des patients reçoivent un diagnostic avant l’âge de 2 ans et, malgré des progrès constants dans la réduction des complications, l’espérance de vie médiane n’est encore que de 40 ans.
Un gène défectueux – le régulateur de conductance transmembranaire de la fibrose kystique (CFTR) – est à l'origine de la maladie, caractérisée par un assèchement des poumons et une accumulation de mucus qui bloque les voies respiratoires.
En 2018, Sahay et d’autres scientifiques et cliniciens de l’OSU et de l’Oregon Health & Science University ont démontré la preuve de concept d’une nouvelle thérapie : charger de l’ARN messager CFTR chimiquement modifié dans les LNP, ouvrant ainsi la porte à une médecine moléculaire qui pourrait être inhalée à la maison.
Les nanoparticules chargées d’ARNm amènent les cellules à produire correctement une protéine nécessaire à la régulation du transport du chlorure et de l’eau, essentiel au bon fonctionnement respiratoire.
Dans l'étude actuelle sur le modèle de souris, Sahay et ses collaborateurs, dont Kelvin MacDonald, un médecin de l'OHSU qui traite des patients atteints de mucoviscidose, ont conçu et fabriqué des nanoparticules dotées de propriétés spéciales qui leur permettent de délivrer plus efficacement leur charge moléculaire aux cellules pulmonaires.
Les nanoparticules lipidiques ont réussi à administrer de l'ARNm dans les vaccins, mais la thérapie par ARNm par inhalation reste un défi. Les LNP ont tendance à se briser en raison des contraintes de cisaillement lors de l’aérosolisation, ce qui entraîne une distribution inefficace.
Gaurav Sahay, professeur agrégé de sciences pharmaceutiques, OSU College of Pharmacy
Ce qu'il faut, explique-t-il, ce sont des LNP suffisamment résistantes pour résister à l'aérosolisation et pénétrer dans le mucus collant, mais suffisamment maniables pour effectuer un mouvement clé une fois à l'intérieur d'une cellule : elles doivent s'échapper d'un compartiment appelé endosome dans le cytosol, où les gènes transférés peuvent remplir leur fonction prévue.
Sahay a co-écrit un article en 2020 qui montrait que les LNP contenant des phytostérols – des molécules végétales chimiquement similaires au cholestérol – étaient dix à cent fois plus efficaces pour effectuer la fuite endosomale ; Les phytostérols ont modifié la forme des nanoparticules de sphérique à polyédrique et les ont amenées à se déplacer plus rapidement.
Dans la dernière étude, les chercheurs ont utilisé le bêta-sitostérol, un analogue du cholestérol, avec un lipide PEG (polyéthylène glycol) pour relever les défis de durabilité et de maniabilité.
"Les concentrations accrues de PEG dans les LNP ont permis une meilleure résistance au cisaillement et une meilleure pénétration du mucus, et le β-sitostérol a créé cette forme polyédrique qui facilite la fuite de l'endosome", a déclaré Sahay. "Les LNP inhalées ont entraîné une production localisée de protéines dans les poumons de la souris sans toxicité, pulmonaire ou systémique, et une administration répétée a entraîné une production soutenue de protéines dans les poumons."
Le National Heart, Lung and Blood Institute et la Cystic Fibrosis Foundation ont soutenu cette recherche, à laquelle participaient également Elissa Bloom, Christopher Acosta et Antony Jozic du College of Pharmacy, ainsi que des scientifiques de l'Université Duke.
Pour repousser davantage les limites de la science et de la médecine basées sur la LNP, Sahay et quatre autres professeurs de l'Université d'État de l'Oregon ont récemment lancé le Center for Innovative Drug Delivery and Imaging (CIDDI).
Le CIDDI, hébergé par le College of Pharmacy, a reçu une subvention de 700 000 $ du MJ Murdock Charitable Trust pour acheter des équipements pour une installation de fabrication en nanomédecine translationnelle – la fusion de la théorie et de la technologie des nanoparticules pour prévenir et traiter les maladies.
La concession a été accordée à Sahay et à sept autres chercheurs d'OSU et d'OHSU. Le CIDDI est situé dans le Robertson Life Science Building, qui a été construit dans le secteur riverain sud de Portland pour abriter des scientifiques de l'Université d'État de l'Oregon, de l'OHSU et de l'Université d'État de Portland.
OSU et OHSU fournissent 600 000 $ de financement supplémentaire pour renforcer davantage les partenariats entre les universités de l’Oregon et fournir une nanomédecine translationnelle de nouvelle génération au profit de l’Oregon et au-delà, a déclaré Sahay.
Sahay et Oleh Taratula du College of Pharmacy sont les directeurs du CIDDI, et leurs collègues en pharmacie Olena Taratula, Adam Alani et Conroy Sun sont également membres fondateurs.
Source:
Référence:
Kim, J. et coll. (2022) Ingénierie de nanoparticules lipidiques pour une administration intracellulaire améliorée d’ARNm par inhalation. ACS Nano. est ce que je.org/10.1021/acsnano.2c05647.
.