Des «nanotransporteurs» d’ADN pour traiter le cancer

Une équipe de recherche de l’Université de Montréal a conçu et approuvé une nouvelle classe de transporteurs de médicaments fabriqués avec de l’ADN et 20 000 fois plus petits qu’un cheveu humain. Ils peuvent améliorer considérablement le traitement des cancers et d’autres maladies.

une étude publiée NatureCommunication Il explique que ces transporteurs moléculaires peuvent être programmés chimiquement pour fournir une concentration optimale de médicament, ce qui les rend plus efficaces que les “outils” actuels.

Toujours la dose optimale : un défi médical

Alexis Vallée-Bélisle

Alexis Vallée-Bélisle

Crédit : Amélie Philibert | université de montréal

L’un des principaux moyens de traiter avec succès une maladie consiste à administrer et à maintenir une dose thérapeutique du médicament dans le sang tout au long du traitement. Une dose plus faible réduit l’efficacité et conduit souvent à une résistance aux médicaments, tandis qu’une surexposition augmente les effets secondaires.

Le maintien d’une concentration optimale des médicaments dans le sang reste un défi majeur de la médecine moderne. Parce que la plupart des médicaments se décomposent rapidement, les patients sont obligés de prendre plusieurs doses à intervalles réguliers et l’oublient souvent. Et parce que le corps de chaque patient métabolise les médicaments différemment, leurs concentrations sanguines varient considérablement d’une personne à l’autre.

Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie et de nanotechnologie inspirée de la nature à l’Université de Montréal, a entrepris d’explorer comment et comment les systèmes biologiques sont contrôlés, constatant que seulement 50 % des patients atteints de certains cancers reçoivent la dose optimale de médicaments pendant leur chimiothérapie . Maintenir la concentration de biomolécules.

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“Nous avons découvert que les organismes vivants utilisent des protéines de transport programmées pour maintenir une concentration précise 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 précise de la molécule libre”, a-t-il ajouté. explique.

Cette idée simple a amené le chercheur, titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie, et son équipe à développer des transporteurs artificiels de médicaments qui imitent l’effet naturel de maintenir la concentration précise d’un 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 : l’un pour la quinine, un antipaludéen, et l’autre pour la doxorubicine, un médicament couramment utilisé dans le traitement du cancer du sein et de la leucémie.

Il a ensuite démontré que ces transporteurs artificiels pouvaient être facilement programmés pour délivrer et maintenir une concentration précise de médicament.

“Plus intéressant, nous avons découvert que ces nanoporteurs peuvent également être utilisés comme dépôt de médicament pour prolonger l’effet du médicament et minimiser le nombre de doses pendant le traitement”, a déclaré le doctorant.

“Une autre caractéristique impressionnante de ces nanoporteurs est qu’ils peuvent être dirigés vers les parties du corps où le médicament est le plus nécessaire – en principe, cela devrait réduire la plupart des effets secondaires.”

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Souris nanotraitées : cardiotoxicité réduite

Pour démontrer l’efficacité de ces nanotransporteurs, l’équipe de recherche a collaboré avec la pharmacienne Jeanne Leblond-Chain de l’Université de Bordeaux, en France, le biochimiste Luc DesGroseillers et le pathologiste Jérémie Berdugo de l’UdeM, les pharmaciens Céline Fiset et Vincent de l’Institut de Cardiologie de Montréal. De Guire, biochimiste clinique à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont de l’UdeM.

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

Chez les souris traitées avec cette formulation, la doxorubicine a été retenue dans le sang pendant 18 fois plus longtemps et la cardiotoxicité a également été réduite, ce qui a permis aux souris de rester en meilleure santé, comme en témoigne la reprise de leur poids normal.

« Une autre caractéristique importante de nos nanoporteurs est leur polyvalence, souligne Alexis Vallée-Bélisle. Jusqu’à présent, nous avons démontré le principe de fonctionnement de ces nanoporteurs pour deux médicaments. Mais grâce à la haute programmabilité des chimies de l’ADN et des protéines, nous pouvons désormais concevoir ces supports pour délivrer avec précision une grande variété de molécules thérapeutiques. »

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

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Un essai clinique pour les cancers du sang ?

L’équipe de recherche est maintenant impatiente de confirmer l’efficacité clinique de leur découverte. Étant donné que le nanoporteur de doxorubicine est programmé pour maintenir au mieux 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 pourraient être développés pour délivrer des médicaments à d’autres endroits du corps et maximiser la disponibilité des médicaments », a déclaré Alexis Vallée-Bélisle. Cela augmentera considérablement l’efficacité du médicament tout en réduisant ses effets secondaires.

À propos de cette étude

L’article “Programmable self-regulatoring molecule buffers for precise sustained drug delivery” d’Arnaud Desrosiers et collaborateurs a été publié dans la revue Nov. NatureCommunication. doi : 10.1038/s41467-022-33491-7.

Alexis Vallée-Bélisle est professeur agrégé au Département de chimie de l’Université de Montréal. Il est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie. Son laboratoire s’inspire de la nature pour développer des nanotechnologies pour le traitement et le suivi des 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 de recherche 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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