La recherche montre que les vésicules génétiquement modifiées ciblent mieux les cellules cancéreuses.

24 juillet 2023

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par Chris Kocher, Binghamton University

Deux faits malheureux concernant la chimiothérapie : elle peut endommager les cellules saines ainsi que les cellules cancéreuses, et de nombreuses cibles thérapeutiques restent à l'intérieur des cellules cancéreuses, ce qui les rend plus difficiles à atteindre.

Binghamton University les ingénieurs biomédicaux font partie de ceux qui recherchent l'utilisation de nanovésicules dérivées de cellules pour administrer des agents thérapeutiques à l'intérieur des cellules cancéreuses avec une meilleure précision et efficacité. Les petites poches de protéines, de lipides et d'ARN que les cellules sécrètent en tant que méthode de communication intercellulaire pourraient être modifiées pour transporter des médicaments.

« Ces nanovecteurs ont d'excellentes propriétés », a déclaré Yuan Wan, professeur assistant au département de génie biomédical du Thomas J. Watson College of Engineering and Applied Science. « Par exemple, ils peuvent être récoltés à partir de souches de cellules humaines, de sorte que la réponse immunitaire est très faible. Cela permet une biocompatibilité optimale, de sorte qu'ils échappent à la clairance immunitaire et ont une demi-vie prolongée dans le sang. Le temps de circulation dans le corps est peut-être de 45 secondes, de sorte que les nanovésicules chargées de médicaments peuvent se déplacer en toute sécurité vers les tumeurs plusieurs fois et les médicaments ont plus de chances d'être absorbés par les cellules cancéreuses par rapport aux médicaments introduits librement dans le corps.

« De grandes quantités de médicaments encapsulés peuvent être bien protégées et retenues par les membranes lipidiques des nanovésicules. Une fois que les cellules cancéreuses ont absorbé ces nanovésicules, des concentrations élevées de médicaments dans le microenvironnement de la tumeur tuent efficacement les cellules cancéreuses. En comparaison, les médicaments libres peuvent diffuser rapidement et sont ensuite éliminés du corps. Seule une très petite quantité de médicaments atteint les tumeurs, ce qui rend l'efficacité du traitement très faible. Vous pouvez augmenter la dose, mais une dose plus élevée entraîne également une toxicité systémique élevée. »

Dans leur nouvelle étude, publiée dans Nature Communications, l'équipe de Binghamton a expérimenté des ciblages et des fusogènes viraux spécifiques au cancer, qui sont des protéines facilitant le ciblage des cellules cancéreuses et la fusion des membranes cellulaires.

En identifiant les antigènes surexprimés ou spécifiques au cancer présents dans les cellules malignes et en utilisant des ciblages et des nanovésicules dotées de fusogènes, les médicaments encapsulés sont injectés dans les cellules cancéreuses tout en laissant les cellules saines intactes.

« Les gens utilisent largement des nanovecteurs appelés liposomes décorés de polymères, et ils sont déjà approuvés par la FDA », explique Wan. « Mais ils ne sont pas parfaits, car ils n'ont aucun effet de ciblage du cancer et peuvent présenter des problèmes d'immunogénicité très graves [en déclenchant une réponse du système immunitaire]. »

En 2021, Wan a entrepris des recherches pour tester des vésicules extracellulaires dérivées du plasma afin de diagnostiquer si les nodules pulmonaires solitaires trouvés dans les poumons humains sont bénins ou malins. Les autres méthodes de détermination de la malignité prennent trop de temps ou sont plus invasives.

En exploitant ces connaissances, cette recherche actuelle et distincte exploite des nanovésicules pour qu'elles travaillent pour nous et soient spécifiques dans ce qu'elles affectent. Idéalement, les médecins pourraient préparer ces nanovésicules dotées de ciblages et de fusogènes pour une utilisation dans une vaccination plus sûre et l'ingénierie génétique.

Quant à la suite, Wan a déclaré : « Nous devons démontrer leur efficacité thérapeutique dans de grands modèles animaux et montrer que nous n'avons pas besoin d'une grande quantité de ces vésicules car nous aurons la fonction de fusion membranaire. Si vous diminuez le nombre de vésicules et de médicaments dont vous avez besoin, vous réduisez le coût du traitement et les effets secondaires. »

Informations sur la revue : Nature Communications

Fourni par Binghamton University