Des scientifiques de l’Oregon State University College of Pharmacy ont démontré dans des modèles animaux la possibilité d’utiliser des nanoparticules lipidiques et de l’ARN messager, la technologie derrière les vaccins COVID-19, pour traiter la cécité associée à une maladie génétique rare.
Les chercheurs ont développé des nanoparticules capables de pénétrer la rétine neurale et de délivrer l’ARNm aux cellules photoréceptrices dont le bon fonctionnement rend la vision possible.
L’étude, dirigée par Gaurav Sahay, professeur agrégé de sciences pharmaceutiques à l’OSU, Marco Herrera-Barrera, doctorant dans l’État de l’Oregon, et Renee Ryals, professeur adjoint d’ophtalmologie à l’Université de la santé et des sciences de l’Oregon, a été publiée aujourd’hui dans Progrès de la science.
Les scientifiques ont surmonté ce qui avait été la principale limitation de l’utilisation de nanoparticules lipidiques, ou LNP, pour transporter du matériel génétique à des fins de thérapie visuelle : les amener à l’arrière de l’œil, là où se trouve la rétine.
Les lipides sont des acides gras et des composés organiques similaires qui comprennent de nombreuses huiles et cires naturelles. Les nanoparticules sont de minuscules morceaux de matière dont la taille varie de 1 à 100 milliardièmes de mètre. L’ARN messager donne aux cellules des instructions pour fabriquer une protéine particulière.
Avec les vaccins contre les coronavirus, l’ARNm porté par les LNP ordonne aux cellules de fabriquer une partie inoffensive de la protéine de pointe du virus, déclenchant une réponse immunitaire du corps. En tant que thérapie pour les troubles de la vision résultant de la dégénérescence rétinienne héréditaire, ou IRD, l’ARNm demanderait aux cellules photoréceptrices, défectueuses en raison d’une mutation génétique, de fabriquer les protéines nécessaires à la vision.
L’IRD englobe un groupe de troubles de gravité et de prévalence variables qui affectent une personne sur des milliers dans le monde.
Les scientifiques ont démontré, dans des recherches impliquant des souris et des primates non humains, que les LNP équipés de peptides pouvaient traverser les barrières de l’œil et atteindre la rétine neurale, où la lumière est convertie en signaux électriques qui sont convertis en images par le cerveau.
Nous avons identifié un nouvel ensemble de peptides pouvant atteindre le fond de l’œil. Nous utilisons ces peptides pour agir comme des codes postaux pour délivrer des nanoparticules qui transportent le matériel génétique dans la direction prévue à l’intérieur de l’œil. »
Gaurav Sahay, professeur agrégé OSU de sciences pharmaceutiques
« Les peptides que nous avons découverts peuvent être utilisés comme ligands de ciblage directement conjugués pour faire taire l’ARN, de petites molécules pour les thérapies ou comme sondes d’imagerie », a ajouté Herrera-Barrera.
Sahay et Ryals ont reçu une subvention de 3,2 millions de dollars du National Eye Institute pour étudier plus avant la promesse des nanoparticules lipidiques dans le traitement de la cécité héréditaire. Ils dirigeront des recherches sur l’utilisation de la LNP pour fournir un outil d’édition de gènes qui pourrait éliminer les mauvais gènes dans les cellules photoréceptrices et les remplacer par des gènes fonctionnant correctement.
La recherche vise à développer des solutions pour les limitations associées au principal moyen de livraison actuel pour l’édition de gènes : un type de virus connu sous le nom de virus adéno-associé, ou AAV.
« AAV a une capacité d’emballage limitée par rapport aux LNP et peut provoquer une réponse du système immunitaire », a déclaré Sahay. « Cela ne fonctionne pas non plus très bien en continuant à exprimer les enzymes que l’outil d’édition utilise comme des ciseaux moléculaires pour faire des coupes dans l’ADN à éditer. Nous espérons utiliser ce que nous avons appris jusqu’à présent sur les LNP pour développer une meilleure système de livraison pour l’éditeur de gènes ».
L’étude LNP guidée par peptide a été financée par les National Institutes of Health. Les professeurs du Collège de pharmacie Oleh Taratula et Conroy Sun, les chercheurs postdoctoraux Milan Gautam et Mohit Gupta, les doctorants Antony Jozic et Madeleine Landry, l’assistant de recherche Chris Acosta et l’étudiant universitaire Nick Jacomino, bioingénieur, ont également participé à la recherche pour l’État de l’Oregon. étudiant au Collège. d’ingénierie qui a obtenu son diplôme en 2020.
Université d’État de l’Oregon
Herrera-Barrera, M., et coll. (2023) Des nanoparticules lipidiques guidées par des peptides délivrent de l’ARNm à la rétine neurale des rongeurs et des primates non humains. Progrès de la science. doi.org/10.1126/sciadv.add4623.