Les nanoparticules lipidiques transportent des médicaments anticancéreux modifiant les gènes au-delà du système de défense tumorale


Les-nanoparticules--transportent--medicaments-anticancereux-modifiant-les-genes.jpg" alt="Lipid-Nanopartikel tragen genverändernde Krebsmedikamente an der Tumorabwehr vorbei" title="Bildnachweis: Nanotechnologie de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41565-022-01122-3″ width= »685″ height= »277″/>

Reconnaissance: nanotechnologie de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41565-022-01122-3

Au fur et à mesure de leur croissance, les tumeurs solides s’entourent d’un épais mur de défense moléculaire difficile à pénétrer. Faire passer de la drogue à travers cette barricade est notoirement difficile. Maintenant, les scientifiques de l’UT Southwestern ont développé des nanoparticules capables de briser les barrières physiques autour des tumeurs pour atteindre les cellules cancéreuses. Une fois à l’intérieur, les nanoparticules libèrent leur  : un système d’édition de gènes qui modifie l’ADN de la tumeur, bloquant sa croissance et activant le système immunitaire.

Les nouvelles nanoparticules, décrites dans nanotechnologie de la nature, a effectivement arrêté la croissance et la propagation des tumeurs ovariennes et hépatiques chez la souris. Le système offre une nouvelle voie pour utiliser l’outil d’édition de gènes connu sous le nom de CRISPR-Cas9 dans le traitement du cancer, a déclaré le chef de l’étude Daniel Siegwart, Ph.D., professeur agrégé de biochimie à UT Southwestern.

« Bien que CRISPR offre une nouvelle approche pour le traitement du cancer, la technologie a été gravement entravée par la faible efficacité de la livraison de la charge utile dans les tumeurs », a déclaré le Dr. Siegwart, membre du Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center.

Ces dernières années, la technologie CRISPR-Cas9 a donné aux chercheurs un moyen de modifier sélectivement l’ADN dans les cellules vivantes. Alors que le système d’édition de gènes offre le potentiel de modifier les gènes qui stimulent la croissance du cancer, l’administration de CRISPR-Cas9 aux tumeurs solides a été difficile.

Depuis plus d’une décennie, le Dr. Siegwart et ses collègues nanoparticules lipidiques (LNP), de petits globules de molécules de graisse qui peuvent fournir une cargaison moléculaire (y compris les vaccins récents à ARNm COVID-19) dans le corps humain. En 2020, le groupe du Dr. Siegwart comment les nanoparticules peuvent être ciblées sur des tissus spécifiques, ce qui était un défi qui limitait le domaine.

Dans le nouveau travail pour attaquer le cancer, les chercheurs ont commencé avec les nanoparticules qu’ils avaient déjà optimisées pour atteindre le foie. Ils ont ajouté un petit morceau d’ARN (appelé ARN interférent ou siARN en abrégé) qui pourrait désactiver la kinase d’adhérence focale (FAK), un gène qui joue un rôle central dans le maintien des défenses physiques d’une gamme de tumeurs.

« Cibler FAK non seulement affaiblit la barrière autour des tumeurs et facilite l’entrée des nanoparticules elles-mêmes dans la tumeur, mais ouvre également la voie à l’entrée des cellules immunitaires », a déclaré Di Zhang, Ph.D., boursier postdoctoral de l’UTSW et premier auteur de l’article.

Dans les nanoparticules nouvellement construites, les chercheurs ont encapsulé une machinerie CRISPR-Cas9 qui pourrait éditer le gène PD-L1. De nombreux cancers utilisent ce gène pour produire de grandes quantités de la protéine PD-L1, qui ralentit la capacité du système immunitaire à attaquer les tumeurs. Les scientifiques ont déjà montré que la perturbation du gène PD-L1 dans certains cancers peut libérer ces freins et permettre au système immunitaire d’une personne de tuer les cellules cancéreuses.

docteur Siegwart, Zhang et leurs collègues ont testé les nouvelles nanoparticules dans quatre modèles murins de cancer de l’ovaire et du foie. Ils ont d’abord montré qu’en ajoutant des siARN pour désactiver le FAK, la matrice de molécules autour des tumeurs était moins rigide et plus facile à pénétrer que la normale. Ensuite, ils ont analysé les cellules tumorales et ont que beaucoup plus de nanoparticules avaient atteint les cellules et altéré efficacement le gène PD-L1.

Finalement, ils ont découvert que les tumeurs chez les souris traitées avec des nanoparticules ciblant à la fois FAK et PD-L1 rétrécissaient à environ un huitième de la taille des tumeurs traitées avec uniquement des nanoparticules vides. De plus, davantage de cellules immunitaires ont infiltré les tumeurs et les souris traitées ont survécu environ deux fois plus longtemps en moyenne.

Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour démontrer l’innocuité et l’efficacité des nanoparticules dans divers types de tumeurs. Les chercheurs ont déclaré que la thérapie pourrait être utile en conjonction avec les immunothérapies anticancéreuses existantes, qui visent à utiliser le système immunitaire pour attaquer les tumeurs.

« Après le succès mondial des vaccins COVID-19 LNP, nous nous demandons tous ce que les LNP peuvent faire d’autre. Ici, nous avons développé de nouveaux LNP capables de délivrer simultanément plusieurs types de génétiques pour améliorer les résultats thérapeutiques dans le cancer. Il existe clairement un grand potentiel pour les médicaments LNP pour traiter différents types de maladies », a déclaré le Dr Siegwart.


L’édition de gènes CRISPR/Cas9 augmente l’efficacité de la thérapie par ultrasons contre le cancer


Plus d’information:
Di Zhang et al, Enhancing CRISPR/Cas Gene Editing by Modulating Cellular Mechanical Properties for Cancer Therapy, nanotechnologie de la nature (2022). DOI : 10.1038/s41565-022-01122-3

Fourni par UT Southwestern Medical Center

Citation: Les nanoparticules lipidiques transportent des médicaments anticancéreux éditant des gènes au-delà des défenses tumorales (23 juin 2022) récupéré le 23 juin 2022 sur https://phys.org/news/2022-06-lipid-nanoparticles-gene-editing-cancer-drugs.html

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