Un aperçu mécanistique de l'électroporation
Actuellement, les virus sont toujours les vecteurs les plus efficaces de transfert des gènes mais leur utilisation chez l'homme soulève de nombreuses questions en termes de sécurité. En thérapie génique, la délivrance dans les cellules vivantes d'un ADN nu reste probablement l'alternative la plus sûre, comparée aux vecteurs classiques ou à l’administration par des méthodes chimiques. La membrane cellulaire qui entoure les cellules est par contre imperméable aux grandes biomolécules comme les plasmides ou l’ADN. Les chercheurs ont proposé d’utiliser la technique de l’'électroporation pour améliorer la perméabilité cellulaire et l’administration d’un gène intracellulaire en soumettant ces cellules à des impulsions du champ électrique. C'est malheureusement une technique grossière et inefficace qui souffre d'une faible efficacité de transfection, d'une absorption aléatoire et qui entraîne des dommages cellulaires excessifs. En améliorant notre compréhension de la formation des électropores cellulaires et du processus d’électrotransfert de l'ADN, nous pourrions optimiser cette approche pour une application chez l’homme. Le projet NANOEP financé par l'UE a donc travaillé pour obtenir une connaissance approfondie des mécanismes moléculaires responsables de l'électroporation de la membrane cellulaire. Les chercheurs ont mis au point des techniques de haute résolution spatio-temporelle applicables à des molécules isolées afin d’étudier le transport de biomolécules comme l'ADN. Les chercheurs voulaient étudier le mécanisme d'électroporation et le flux électrocinétique de l'ADN à l'échelle micro/nanométrique sur différentes échelles de longueur et de temps. Ils ont développé de nouvelles plateformes d’électroporation à nanocanaux capables de fournir une quantité précise de matériel dans les cellules vivantes en même temps que les dispositifs permettant d'étudier la réponse subcellulaire en présence de ces forces externes. Pour étudier l'électroporation au niveau microscopique, les chercheurs ont par ailleurs utilisé des dispositifs micro/nano-fluidiques capables de manipuler les membranes cellulaires. En s’appuyant sur des modèles cellulaires simplifiés et sur les techniques de la microscopie, ils ont réussi à démêler le processus moléculaire à l’œuvre pendant le processus d'électroporation. Une grande attention est aujourd’hui accordée au développement de nouvelles méthodes permettant l’administration sûre et efficace de l'ADN dans les cellules vivantes. Les travaux du projet NANOEP nous permettent de mieux comprendre les principes de l'électroporation et de l'électrotransfert de l'ADN. Ses résultats pourront être utilisés pour développer de nouvelles stratégies de délivrance de gènes non viraux tant pour des applications de recherches biologiques que biomédicales.
Mots‑clés
Électroporation, thérapie génique, administration d'ADN, NANOEP, nanofluidique
