Une approche innovante pourrait traiter des maladies du cerveau
Une méthode permettant de faire pénétrer en douce des molécules d’ARN messager dans le cerveau pourrait nous aider à traiter les maladies neurodégénératives et les tumeurs cérébrales.
Faire pénétrer en douce des molécules d’ARNm
Les maladies qui affectent le cerveau peuvent être difficiles à traiter car la barrière hémato-encéphalique, qui empêche les agents pathogènes présents dans le sang d’atteindre le cerveau, empêche également le passage de grosses molécules potentiellement thérapeutiques comme les ARNm.
Désormais, Wenchao Gu, de l’université Cornell de New York, et ses collègues ont mis au point une méthode qui repose sur des particules innées, semblables à des virus, récemment découvertes dans notre cerveau. « Nous tirons parti de ces particules », explique Wenchao Gu. « Elles fonctionnent naturellement dans notre cerveau pour délivrer des ARNm entre les neurones ».
Beaucoup de nos médicaments les plus efficaces sont essentiellement des protéines, mais celles-ci peuvent être difficiles et coûteuses à fabriquer. Donner aux gens des ARNm, qui fournissent à l’organisme le code génétique pour fabriquer ces protéines, devrait être beaucoup moins coûteux.
Toutefois, l’introduction d’un nombre suffisant d’ARNm dans les bonnes cellules reste un défi de taille, surtout lorsqu’il s’agit du cerveau. L’un des problèmes de nombreuses méthodes actuelles, comme l’utilisation de virus inoffensifs pour délivrer des molécules thérapeutiques aux cellules, est que le système immunitaire repère puis cible ce vecteur. Cela signifie qu’il est impossible d’administrer des doses répétées.
Les vésicules extracellulaires permettraient d’introduire les ARNm
C’est pourquoi de nombreux groupes dans le monde ont essayé de tirer parti d’un système de transport naturel appelé vésicules extracellulaires. Il s’agit de petits « sacs » de molécules qui se détachent des cellules du corps et fusionnent avec d’autres cellules, délivrant ainsi leur contenu.
En 2018, Jason Shepherd, de l’Université de l’Utah, et ses collègues ont montré que dans les cellules nerveuses des mammifères, les ARNm dont les séquences comprennent un bout spécifique de code génétique supplémentaire sont emballés dans des particules de type viral. Ces particules dites Arc sont ensuite libérées dans des vésicules extracellulaires et transfèrent cet ARNm à d’autres neurones.
Gu et ses collègues ont maintenant démontré que n’importe quel type de cellule peut produire des vésicules extracellulaires contenant des ARNm spécifiques, à condition d’ajouter aux cellules les gènes des protéines Arc et le code supplémentaire pour les ARNm souhaités.
Les leucocytes peuvent produire ces vésicules
Pour cibler le cerveau, les chercheurs ont utilisé des cellules immunitaires appelées leucocytes pour produire ces vésicules. Ces cellules possèdent à leur surface des molécules qui leur permettent de franchir la barrière hémato-encéphalique en cas d’inflammation, de sorte que les vésicules extracellulaires qui bourgeonnent des leucocytes possèdent également ces caractéristiques de surface et peuvent également franchir la barrière.
L’équipe a montré qu’après l’injection des vésicules extracellulaires dans le sang de souris, les neurones du cerveau des animaux produisaient des protéines codées par les ARNm emballés, à condition qu’il y ait une certaine inflammation dans le cerveau.
« Cela limitera les applications, mais bien sûr, de nombreuses maladies neurodégénératives présentent un certain degré d’inflammation de la barrière hémato-encéphalique », explique Francesco Muntoni, de l’Institut de la santé infantile Great Ormond Street de l’UCL, à Londres.
Selon Mme Gu, cette caractéristique peut également être considérée comme un avantage, car elle signifie que l’administration de la protéine thérapeutique sera concentrée dans les régions du cerveau qui doivent être traitées. « En fait, nous aimons cette caractéristique », dit-elle.
Cette méthode permettrait de traiter des maladies neurodégénératives
Un autre problème est que les vésicules extracellulaires devraient être dérivées des cellules d’un individu pour empêcher d’être rejetées par le système immunitaire de l’organisme. Mais il devrait être possible de créer des vésicules universelles qui pourraient être utilisées pour traiter n’importe qui, explique Shaoyi Jiang, membre de l’équipe de Cornell.
Les applications de cette méthode d’administration de médicaments pourraient inclure le traitement de la maladie de Parkinson, de la maladie d’Alzheimer, du vieillissement, de la dépression et des cancers du cerveau, explique Shaoyi Jiang. La collaboration a commencé avec d’autres groupes de Cornell qui travaillent dans ces domaines. « Nous obtenons beaucoup de bons résultats », déclare Jiang. « Mais nous ne sommes pas encore prêts à en discuter ».
Cette recherche a été publiée dans bioRxiv.
Source : New Scientist
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