Des «nanotransporteurs» d’ADN pour traiter le cancer

Une équipe de recherche de l’Université de Montréal a conçu et validé 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 le traitement des cancers et d’autres maladies.

Une étude publiée dans Communication Nature explique que ces véhicules moléculaires peuvent être programmés chimiquement pour délivrer une meilleure concentration de médicaments, ce qui les rend plus efficaces que les “véhicules” actuels.

La meilleure dose qui soit : un défi médical

Alexis Vallée-Bélisle

Alexis Vallée-Bélisle

Appel : Amélie Philibert Université de Montréal

L’un des principaux moyens de traiter avec succès une maladie est d’envoyer et de maintenir une dose élevée du médicament dans le sang tout au long du traitement. Une petite quantité réduit l’efficacité et conduit souvent à une résistance aux médicaments, tandis qu’un surdosage augmente les effets secondaires.

Le maintien d’une concentration optimale des médicaments dans le sang est un défi majeur de la médecine moderne. Comme de nombreux médicaments se dissipent rapidement, les patients sont obligés – et oublient souvent – de prendre plusieurs doses à intervalles réguliers. Et puisque le corps de chaque patient produit des médicaments différemment, leur concentration dans le sang varie considérablement d’une personne à l’autre.

Constatant que seulement environ 50 % des patients atteints de certains cancers reçoivent la dose optimale de médicaments lors de leur chimiothérapie, Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l’Université de Montréal et expert en nanotechnologie qui, en soutien à la nature, a commencé à explorer comment les systèmes biologiques contrôler et maintenir la concentration des biomolécules.

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“Nous avons découvert que les organismes utilisent des protéines de transport qui sont programmées pour maintenir une concentration précise de substances spécifiques, par exemple des hormones produites par la glande thyroïde. La force d’interaction entre ces transporteurs et leurs molécules détermine la concentration précise de la molécule libre », explique-t-il.

Cette idée simple a amené le chercheur – qui est devenu titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie – et son équipe à développer un transport artificiel de médicaments qui simule l’effet physique du maintien de la bonne concentration d’un médicament pendant le traitement.

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

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

“Plus intéressant, nous avons découvert que ces nanoporteurs pouvaient aussi être utilisés comme réservoir de médicament pour prolonger l’effet du médicament et réduire le nombre d’injections pendant le traitement”, explique le doctorant.

“Une autre caractéristique étonnante de ces nanotransporteurs, a-t-il ajouté, est qu’ils peuvent être dirigés vers les parties du corps où le médicament est le plus nécessaire – ce qui, en principe, devrait réduire le plus d’effets secondaires.”

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Rats traités : cardiotoxicité réduite

Pour décrire l’efficacité de ces nanoporteurs, l’équipe de recherche a collaboré avec Jeanne Leblond-Chain, pharmacienne à l’Université de Bordeaux, France, le biochimiste Luc DesGroseillers et le scientifique Jérémie Berdugo, de l’UdeM, Céline Fiset, pharmacienne à l’Institut de Cardiologie de Montréal, et Vincent De Guire, biochimiste à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, affilié à l’UdeM.

À l’aide d’un nouveau support de médicament conçu pour la doxorubicine, l’équipe a montré qu’une formulation spécifique du support de médicament maintient la doxorubicine dans le sang et réduit considérablement sa libération dans les organes vitaux tels que le cœur. , les poumons et le pancréas.

Chez les souris traitées avec cette formulation, la doxorubicine a été maintenue dans le sang 18 fois plus longtemps et la cardiotoxicité a également été réduite, rendant les souris en meilleure santé, comme en témoigne leur prise de poids normale.

Alexis Vallée-Bélisle souligne : « Une autre caractéristique importante de nos nanoporteurs est leur grande flexibilité. Par conséquent, nous avons démontré le mécanisme d’action de ces nanoporteurs pour deux médicaments. Mais grâce à la structure avancée des chimies de l’ADN et des protéines, nous pouvons désormais concevoir ces vecteurs pour les délivrer avec précision, offrant un large éventail d’applications 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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Recherche clinique pour les maladies du sang?

L’équipe de recherche est maintenant impatiente de valider l’impact clinique de leur découverte. Étant donné que son nanoporteur de doxorubicine est conçu pour maintenir le médicament intact dans le sang, il pourrait être utilisé pour traiter les cancers du sang, a-t-il pensé.

Alexis Vallée-Bélisle a conclu : « Nous imaginons que des nanotransporteurs similaires pourraient être utilisés pour transporter des médicaments vers d’autres parties du corps et augmenter la concentration du médicament au site de la tumeur. Cela améliorera l’efficacité du médicament tout en réduisant ses effets secondaires. “

À propos de cette recherche

L’article “Personalizedmolecular buffers programed for sustainable drug delivery”, par Arnaud Desrosiers et ses collègues, a été publié le 2 novembre 2022 dans la revue Communication Nature. 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 ce travail a été fourni 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, la technologie et les applications des protéines.



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