La nanotechnologie pourrait améliorer la thérapie génique de la cécité
Une nouvelle étude utilise des nanoparticules lipidiques pour cibler les cellules photosensibles de l'œil.
Grâce à la nanotechnologie qui a permis la mise au point des vaccins COVID-19 à base d'ARNm, une nouvelle approche de la Thérapie génique pourrait améliorer la façon dont les médecins traitent les formes héréditaires de cécité.
Des chercheurs de l'Oregon Health & Science University et de l'Oregon State University mettent au point une nouvelle méthode d'administration de la thérapie génique pour traiter les mutations génétiques responsables de la cécité. Leur nouvelle méthode consiste à enfermer des molécules d'édition de gènes dans une enveloppe de nanoparticules lipidiques. Cette illustration scientifique montre les enveloppes de nanoparticules lipidiques de cette approche, qui apparaissent comme des boules beiges et floues après avoir été injectées dans l'œil.
OHSU/Tetiana Korzun
Une équipe de chercheurs de l'Oregon Health & Science University et de l'Oregon State University a mis au point une approche qui utilise des nanoparticules lipidiques - de minuscules boules de graisse fabriquées en laboratoire - pour délivrer des brins d'acide ribonucléique messager, ou ARNm, à l'intérieur de l'œil. Pour traiter la cécité, l'ARNm sera conçu pour créer des protéines qui modifient les mutations génétiques nuisibles à la vision.
Dans une étude publiée dans Science Advances, l'équipe démontre comment son système d'administration de nanoparticules lipidiques cible les cellules sensibles à la lumière dans l'œil, appelées photorécepteurs, à la fois chez les souris et les primates non humains. Les nanoparticules du système sont recouvertes d'un peptide que les chercheurs ont identifié comme étant attiré par les photorécepteurs.
"Notre peptide est comme un code postal, et les nanoparticules lipidiques sont semblables à une enveloppe qui envoie la thérapie génique par la poste", a expliqué l'auteur correspondant de l'étude, Gaurav Sahay, Ph.D., professeur associé à l'OSU College of Pharmacy, qui a également une nomination de recherche conjointe à l'OHSU Casey Eye Institute. "Le peptide garantit que l'ARNm est délivré précisément aux photorécepteurs - des cellules que nous n'avons pas pu cibler avec des nanoparticules lipidiques jusqu'à présent."
"Plus de 250 mutations génétiques ont été liées à des maladies rétiniennes héréditaires, mais une seule fait l'objet d'une thérapie génique approuvée", a ajouté la coauteure de l'étude, Renee Ryals, Ph.D., professeur adjoint d'ophtalmologie à la faculté de médecine de l'OHSU et scientifique au Casey Eye Institute de l'OHSU. "L'amélioration des technologies utilisées pour la thérapie génique peut offrir davantage d'options de traitement pour prévenir la cécité. Les résultats de notre étude montrent que les nanoparticules lipidiques pourraient nous aider à le faire."
En 2017, la Food and Drug Administration a approuvé la première thérapie génique pour traiter une forme héréditaire de cécité. De nombreux patients ont vu leur vision s'améliorer et ont été épargnés de la cécité après avoir reçu la thérapie, qui est vendue sous le nom de marque Luxturna. Elle utilise une version modifiée du virus adéno-associé, ou AAV, pour délivrer des molécules qui modifient les gènes.
Les thérapies géniques actuelles reposent en grande partie sur l'AAV, mais celui-ci présente certaines limites. Le virus est relativement petit et ne peut physiquement contenir les machines d'édition de gènes pour certaines mutations complexes. De plus, la thérapie génique basée sur l'AAV ne peut délivrer que de l'ADN, ce qui entraîne la création continue de molécules d'édition de gènes qui peuvent conduire à des modifications génétiques involontaires.
Les nanoparticules lipidiques constituent une alternative prometteuse car elles n'ont pas de contraintes de taille comme l'AAV. De plus, les nanoparticules lipidiques peuvent délivrer de l'ARNm, qui ne maintient les machines d'édition de gènes actives que pendant une courte période, ce qui pourrait empêcher les modifications hors cible. Le potentiel des nanoparticules lipidiques a été démontré par le succès des vaccins COVID-19 basés sur l'ARNm, qui utilisent également des nanoparticules lipidiques pour délivrer l'ARNm. Ils ont également été les premiers vaccins COVID-19 autorisés aux États-Unis, grâce à la vitesse et au volume auxquels ils peuvent être fabriqués.
Dans cette étude, Sahay, Ryals et leurs collègues ont démontré qu'une enveloppe de nanoparticule lipidique recouverte de peptide peut être dirigée vers les cellules photoréceptrices de la rétine, tissu situé au fond de l'œil qui permet de voir. Comme première preuve de concept, un ARNm contenant des instructions pour fabriquer une protéine fluorescente verte a été placé à l'intérieur de nanoparticules.
Après avoir injecté ce modèle de thérapie génique à base de nanoparticules dans les yeux de souris et de primates non humains, l'équipe de recherche a utilisé diverses techniques d'imagerie pour examiner les yeux traités. Le tissu rétinien des animaux s'est éclairé en vert, ce qui montre que l'enveloppe des nanoparticules lipidiques a atteint les photorécepteurs et que l'ARNm qu'elle délivrait a réussi à pénétrer dans la rétine et à créer une protéine fluorescente verte. C'est la première fois que l'on sait que des nanoparticules lipidiques ont ciblé les photorécepteurs chez un primate non humain.
Les scientifiques travaillent actuellement sur des recherches de suivi pour quantifier la quantité de protéine fluorescente verte exprimée dans les modèles rétiniens animaux. Ils travaillent également à la mise au point d'une thérapie à base d'ARNm qui porte le code des molécules d'édition de gènes.
Sahay et Ryals vont poursuivre le développement de leur système d'administration de thérapie génique par nanoparticules grâce à une nouvelle subvention de 3,1 millions de dollars accordée par le National Eye Institute des National Institutes of Health.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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