L’inhalation, une nouvelle voie d’administration plus efficace pour les thérapies géniques. © Christine Daniloff, MIT

Santé

Un traitement génétique à inhaler

ActualitéClassé sous :thérapie génique , ARN messager , ARN

Réparer les cellules pulmonaires endommagées avec un simple spray, ce sera peut-être bientôt possible. Des chercheurs du MIT ont mis au point une toute nouvelle forme de traitement génétique où l'ARN est directement introduit dans les poumons par inhalation.

L'intérieur de nos poumons est tapissé de cellules épithéliales qui produisent des protéines protectrices, par exemple en fabricant du mucus ou des substances antimicrobiennes. Mais, dans certaines pathologies (asthme, BPCO, mucoviscidose...) ou lors d'agressions (tabac, pollution, inhalation de produits toxiques...), l'ADN de ces cellules est endommagé, empêchant leur bon fonctionnement.

Réparer les cellules avec l’ARN messager

L'idée des chercheurs est de se servir de l'ARN messager (acide ribonucléique messager ou ARNm) pour rétablir des cellules saines. L'ARNm est une copie de fragment d'ADN qui transporte l'information génétique du noyau de la cellule vers le ribosome, chargé des produire les protéines correspondantes. En injectant un brin d'ARNm sain contenant les bons gènes à exécuter dans chaque cellule épithéliale pulmonaire dont l'ADN est altéré, il va ainsi court-circuiter la communication normale entre le noyau et le ribosome. Plusieurs thérapies géniques, notamment contre le cancer ou certaines maladies génétiques, sont déjà basées sur ce système.

Des nanosphères pour protéger l’ARNm

Cependant, cet ARN messager est très fragile. Lorsqu'il est administré par injection ou inhalation, il se désagrège généralement avant d'atteindre la membrane cellulaire. Il faut donc l'envelopper dans une substance protectrice. De précédents essais ont été menés avec un matériau appelé PEI (polyethylenimine ou polyaziridine), un polymère couramment utilisé en biologie mais dont l'accumulation peut s'avérer toxique car il n'est pas éliminé facilement par l'organisme. Asha Patel, ancienne postdoctorante au MIT et principale auteur de l'étude parue dans la revue Advanced Materials, s'est donc tourné vers une autre composé, le bêta-amino ester, qui lui est entièrement biodégradable. L'ARNm a été incorporé à l'intérieur de sphères de 150 nanomètres de diamètre, elles-mêmes,  mises en suspension dans un aérosol.

Les cellules pulmonaires épithéliales captent les microspores contenant l’ARNm codant pour la luciférase (en jaune). © Asha Patel, MIT

Moins d’effets secondaires

Pour vérifier l'efficacité de leur solution, les chercheurs ont testé l'aérosol chez la souris en utilisant un nébuliseur rempli d'ARNm produisant de la luciférase, une protéine bioluminescence. Après un délai de 24 heures d'inhalation, 24,6 % des cellules épithéliales se sont mises à produire la fameuse luciférase dans chacun des 5 blocs pulmonaires, preuve que l'ARN messager faisait bien son travail. Néanmoins, le taux de luciférase chute relativement rapidement, ce qui obligeant une répétition du traitement pour maintenir la continuité du traitement. À l'inverse, l'avantage est que cet effet transitoire n'entraîne pas d'effets secondaires. De plus, délivrer le traitement directement dans les cellules ciblées permet d'améliorer son efficacité. Les chercheurs espèrent à présent que ce nouveau procédé permettra de traiter un grand nombre de pathologies pulmonaires.

  • Il est possible de traiter certaines pathologies pulmonaires grâce à l’ARN messager.
    Des chercheurs du MIT ont mis au point un aérosol permettant d’empêcher que l’ARNm ne soit dégradé par le corps lorsqu’il est inhalé.
    Ce mode d’administration est moins toxique et plus efficace que les injections.
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