Des «nanotransporteurs» d’ADN pour traiter le cancer

Une équipe de recherche de l’Université de Montréal a développé et validé une nouvelle classe de transporteurs de médicaments constitués d’ADN et 20 000 fois plus petits qu’un cheveu humain. Ils peuvent améliorer considérablement le traitement du cancer et d’autres maladies.

Une étude publiée dans NatureCommunications cela explique que les transporteurs moléculaires peuvent être programmés chimiquement pour délivrer des concentrations optimales de médicaments, ce qui les rend plus efficaces que les “véhicules” actuels.

Dose optimale à tout moment : un essai médical

Alexis Valli-Bélisle

Alexis Valli-Bélisle

Crédit : Amélie Philibert | Université de Montréal

L’un des principaux moyens de traiter avec succès la maladie est de délivrer et de maintenir une dose thérapeutique du médicament dans le sang tout au long de la période de traitement. Des doses plus faibles réduisent l’efficacité et conduisent généralement à une résistance aux médicaments, tandis qu’un surdosage augmente les effets secondaires.

Le maintien de la concentration optimale des médicaments dans le sang reste un problème majeur de la médecine moderne. Étant donné que de nombreux médicaments sont périssables, les patients doivent souvent prendre plusieurs doses et oublient souvent. Parce que le corps de chaque patient métabolise les médicaments différemment, leur concentration sanguine varie considérablement d’une personne à l’autre.

Constatant qu’environ 50 % des patients atteints de certains cancers reçoivent la dose optimale de médicaments pendant la chimiothérapie, Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l’Université de Montréal et expert en nanotechnologie inspirée de la nature, a commencé à étudier comment les systèmes biologiques sont contrôlés . maintient la concentration des biomolécules.

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“Nous avons découvert que les organismes vivants utilisent des protéines de transport programmées pour maintenir des concentrations spécifiques de certaines molécules, comme les hormones produites par la glande thyroïde. “La force de l’interaction entre ces transporteurs et leurs molécules détermine la concentration exacte de la molécule libre”, explique-t-il.

Cette idée simple a amené le chercheur – titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et biotechnologie – et son équipe à créer des transporteurs de médicaments artificiels qui imitent l’effet naturel de maintenir la concentration exacte du médicament pendant le traitement.

Arnaud Desrosiers, doctorant à l’UdeM et premier auteur de l’étude, a d’abord découvert et conçu deux transporteurs d’ADN : un pour la quinine, un antipaludéen et un pour la doxorubicine. , un médicament couramment utilisé pour traiter le cancer du sein et la leucémie.

Il a ensuite montré que ces transporteurs artificiels pouvaient être facilement programmés pour délivrer et maintenir des concentrations précises de médicaments.

“De manière intéressante, nous avons découvert que ces nanoporteurs pouvaient également être utilisés comme réservoir de médicament pour prolonger l’effet du médicament et réduire le nombre de doses pendant le traitement”, explique le doctorant.

“Une autre caractéristique impressionnante de ces nanotransporteurs est qu’ils peuvent être ciblés sur les parties du corps qui ont besoin du médicament – ce qui devrait essentiellement réduire de nombreux effets secondaires.”

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Souris nanopurifiées : cardiotoxicité réduite

Pour démontrer l’efficacité de ces nanoporteurs, l’équipe de recherche a collaboré avec Jeanne Leblond-Chain, pharmacienne à l’Université de Bordeaux, le biochimiste français Luc Des Groseillers et le pathologiste Jeremy Berdugo de l’UdeM, Céline Fiset, pharmacienne à l’Institut de Cardiologie de Montréal, et V De Geer, biochimiste clinique à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, est affilié à l’UdeM.

En utilisant un nouveau support de médicament pour la doxorubicine, l’équipe a montré qu’une formulation spéciale du support de médicament maintient la doxorubicine dans le sang et réduit considérablement sa libération dans les principaux organes tels que le cœur, les poumons et le pancréas.

Chez les souris traitées avec cette formulation, la doxorubicine est restée dans le sang 18 fois plus longtemps et la cardiotoxicité a été réduite, ce qui a donné des souris en bonne santé, comme en témoigne une prise de poids normale.

« Une autre caractéristique importante de nos nanoporteurs est leur grande versatilité », souligne Alexis Valle-Belisle. Jusqu’à présent, nous avons démontré le principe de fonctionnement de ces nanoporteurs pour deux médicaments. Mais grâce à la nature hautement programmable de la chimie de l’ADN et des protéines, nous pouvons désormais concevoir ces supports pour fournir avec précision une large gamme de molécules thérapeutiques.

Ces supports peuvent également être combinés avec des supports liposomaux artificiels, qui sont actuellement utilisés pour administrer des médicaments à des vitesses différentes.

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Un essai clinique pour le cancer du sang ?

L’équipe de recherche est maintenant désireuse de tester l’efficacité clinique de leur découverte. Parce que son nanoporteur de doxorubicine est programmé pour maintenir de manière optimale le médicament dans la circulation sanguine, il pense qu’il pourrait être utilisé pour traiter les cancers du sang.

“Nous pensons que des nanoporteurs similaires peuvent être développés pour délivrer des médicaments à d’autres parties du corps et maximiser la présence du médicament là où se trouvent les tumeurs”, a conclu Alexis Valle-Belisle. Cela améliore considérablement l’efficacité du médicament tout en réduisant ses effets secondaires.”

À propos de cette étude

« Tampons moléculaires autorégulateurs programmables pour l’administration précise de médicaments », par Arnaud Desrosiers et ses collègues, a été publié le 2 novembre 2022 dans la revue. NatureCommunications. doi : 10.1038/s41467-022-33491-7.

Alexis Vallée-Belisle est professeur agrégé de chimie à l’Université de Montréal. Il est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et biotechnologie. Son laboratoire s’inspire de la nature pour développer des nanotechnologies pour traiter et contrôler les maladies.

Le financement de ces travaux a été assuré par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Programme des chaires scientifiques du Canada, le Fonds de recherche du Québec – Nature et Technologies et le Regroupement québécois de recherche sur la fonction, l’ingénierie et les applications des protéines.



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