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Multifunctional miRNA-targeting nanodevices for pluripotent cancer theranostics

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Une thérapie génique intelligente pour lutter contre le cancer

La chimiothérapie est la seule option thérapeutique pour de nombreux types de cancer, mais son caractère non spécifique entraîne des effets secondaires indésirables et très désagréables. Une étude européenne a mis au point une plateforme thérapeutique intelligente contre le cancer qui combine des médicaments à ADN avec la précision d’une administration à base de nanoparticules.

Santé

Les microARN (miARN) sont des petits ARN non codants qui régulent l’expression génétique au niveau post-transcriptionnel. Des preuves établies démontrent que l’expression anormale de certains miARN est associée au cancer, ce qui en fait des cibles prometteuses contre le cancer et des biomarqueurs pour un diagnostic rapide.

Administration des miARN par nanoparticules

Le projet MIRNANO a été entrepris avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie, afin de développer des nanoparticules comme véhicules pour administrer les acides nucléiques de ces anti-miARN. Ces derniers assureront le blocage des miARN cibles, induisant ainsi la suppression en aval de la croissance tumorale. «Nous avons développé deux types de nanoparticules ciblant les miARN qui pourraient être utilisées comme agents thérapeutiques dans la médecine de précision ou comme outils de diagnostic moléculaire», explique Alessandro Bertucci, titulaire d’une bourse de recherche. Pour y parvenir, les chercheurs du projet ont employé des nanoparticules de silicium poreux biodégradables et biocompatibles, capables de porter diverses charges utiles, notamment des acides nucléiques synthétiques. L’ajustement de l’identité moléculaire de la charge d’acides nucléiques détermine l’application des nanoparticules. Le projet MIRNANO s’est concentré sur le cancer des ovaires, l’une des principales causes de mortalité liée au cancer chez les femmes. L’équipe de recherche a ciblé le miR-21, associé à la prolifération cellulaire, à la multirésistance aux médicaments et à l’invasion tumorale. Les nanoparticules modifiées transportaient un oligonucléotide artificiel complémentaire au miR-21 et ont été fonctionnalisées avec un peptide de détection tumorale à leur surface, ce qui a amélioré leur taux d’accumulation dans le microenvironnement tumoral. Lorsqu’elles ont été testées dans un modèle murin de xénogreffe de cancer des ovaires, les nanoparticules modifiées ont bloqué avec succès le miR-21 et ont totalement inhibé la croissance tumorale sans présenter d’effets secondaires. Les chercheurs ont également exploité le miR-21 comme marqueur pronostique ou diagnostique du cancer, en concevant un capteur synthétique à base d’ADN qui fournit un signal fluorescent lorsqu’il se lie au miARN cible. Le fait d’optimiser la conception des nanoparticules a facilité l’administration ajustable du capteur et la détection efficace du miR-21 in situ et en temps réel pendant plus de 20 jours.

Une stratégie thérapeutique ajustable

Afin de parvenir à administrer ces soins de précision de l’avenir, différents domaines scientifiques doivent se rassembler. La modification des acides nucléiques peut améliorer in vivo la stabilité des médicaments moléculaires en utilisant de nouvelles classes de structures d’acides nucléiques ou des imitations d’oligonucléotides artificiels. Le fait de combiner ce système intelligent avec la nanotechnologie permet l’administration spécifique des médicaments à ADN ou de composés d’imagerie au site d’intérêt. La plateforme de nanoparticules MIRNANO offre un degré élevé d’adaptabilité, car elle peut cibler différents miARN et tissus. La batterie de méthodologies biologiques et chimiques développées pendant le projet permet de personnaliser ces traitements ciblant les miARN à base de nanoparticules à des besoins différents. Selon M. Bertucci, «simplement en changeant la séquence et la fonction de la charge utile d’acides nucléiques synthétiques, il est possible d’obtenir un répertoire incroyablement vaste pour une tâche biomédicale précise». Cela signifie que les applications possibles s’étendent au-delà du cancer, de l’ingénierie tissulaire à la médecine régénérative, ainsi qu’à d’autres maladies présentant un modèle anormal d’expression des miARN. Dans une perspective d’avenir, l’équipe de recherche prévoit de faire avancer les technologies génétiques de MIRNANO et d’intégrer différents types d’équipements, notamment des plateformes électrochimiques, des matériaux nanostructurés et des dispositifs microfluidiques. À long terme, cela étendra l’éventail de stratégies moléculaires qui pourraient avoir un impact sur les prestations des soins de santé.

Mots‑clés

MIRNANO, miARN, nanoparticules, cancer des ovaires, miR-21

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