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Generating a targeted, brain-permeable and stable polymeric nanoparticle for systemic gene delivery to glioblastoma

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Un nouveau traitement nanométrique du cancer du cerveau se révèle prometteur

Les traitements actuels du glioblastome multiforme, la forme la plus répandue et la plus mortelle de cancer du cerveau, sont désespérément inefficaces. Toutefois, TargetGBM a mis au point une nanothérapie capable de traverser la barrière hémato-encéphalique et de cibler sélectivement les cellules tumorales in vitro.

Santé

Les patients atteints de glioblastome multiforme (GBM) incurable meurent de tumeurs récurrentes qui se développent à partir de cellules ayant survécu à la première série de soins. Le traitement actuel consiste en une neurochirurgie suivie d’une radiothérapie et de l’administration de témozolomide. Cependant, comme le cancer pénètre profondément dans les tissus cérébraux sains, la chirurgie ne suffit pas pour entièrement l’éliminer. Par ailleurs, la barrière hémato-encéphalique empêche la chimiothérapie d’atteindre les cellules résiduelles, à partir desquelles de nouvelles tumeurs se développent. Le projet TargetGBM, financé par l’UE, a mis au point des nanoparticules recouvertes d’un revêtement spécial qui les empêche de pénétrer dans d’autres cellules, ainsi que des molécules ciblant sélectivement les cellules tumorales. Fait important, ces nanoparticules sont capables de pénétrer dans les cellules de la barrière hémato-encéphalique et pourraient donc potentiellement la traverser. «Si nous validons nos résultats chez la souris, ce traitement pourrait constituer une étape importante vers la mise au point d’un remède efficace contre les maladies du cerveau, y compris les tumeurs», déclare Salvador Borrós, coordinateur du projet à l’IQS, qui accueille le projet.

Nanothérapie ciblée

Lorsqu’elle est utilisée pour traiter les cellules cancéreuses résiduelles après une neurochirurgie, la chimiothérapie n’atteint pas toutes les cellules malades et reste encore souvent source de complications. En revanche, un traitement intraveineux peut atteindre les cellules tumorales résiduelles s’il parvient à traverser la barrière hémato-encéphalique. Les systèmes d’administration non viraux ciblés se sont révélés prometteurs pour transporter les thérapies à travers les barrières biologiques, avec des effets secondaires limités car ils ne ciblent que les cellules malades. L’équipe de TargetGBM a mis au point un nanosystème capable d’introduire sélectivement un traitement, sous forme de matériel génétique, au cœur des cellules cibles. Mais la propriété qui permet aux nanoparticules d’emballer le matériel génétique – la charge positive du polymère – leur permet également de pénétrer n’importe quelle cellule. L’équipe a donc dû mettre au point un revêtement pour les en empêcher. Ceci fait, l’étape suivante a consisté à créer de nouvelles molécules capables de diriger la nanoparticule uniquement vers les cellules tumorales. Ces molécules, composées de peptides et d’anticorps, ont ensuite été fixées à la surface de la nanoparticule. Les résultats des tests se sont révélés encourageants. «Nous avons observé une faible pénétration des cellules non ciblées par les nanoparticules enrobées et une entrée sélective très efficace des cellules cibles, grâce aux molécules de ciblage. Les nanoparticules peuvent également pénétrer les cellules de la barrière hémato-encéphalique, ce qui constitue un premier pas vers la possibilité de la traverser», ajoute Benjamí Oller-Salvia, ancien boursier et chercheur principal du projet.

Une méthodologie modulaire adaptable

Les résultats de TargetGBM s’inscrivent dans les priorités de la Commission européenne, qui a fait de la santé, y compris le traitement du cancer, un défi sociétal majeur, et de la biotechnologie, y compris la thérapie génique et les nanotechnologies, une technologie habilitante essentielle. «Bien que les résultats soient encourageants, nous sommes encore loin d’une application finale. Nous optimisons actuellement les nanoformulations pour cibler les cellules souches cancéreuses – les cellules les plus résistantes aux traitements actuels et responsables des récidives tumorales. Si nous enregistrons des résultats encourageants chez la souris, nous rechercherons des investissements pour des essais précliniques», explique Benjamí Oller-Salvia. L’équipe a pour objectif de protéger commercialement et de potentiellement mettre plusieurs de ses composants sur le marché, notamment le revêtement, les molécules de ciblage et la méthode d’ancrage des molécules à la nanoparticule. Outre l’amélioration du traitement du GBM, le système nanobiotechnologique modulaire du projet, ou des éléments de celui-ci, pourrait être utilisé pour traiter d’autres types de cancers, voire d’autres maladies. Les travaux entrepris dans le cadre de TargetGBM, soutenus par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, ont déjà permis d’assurer le financement d’un nouveau programme de recherche sur les nano- et biothérapies ciblées par les protéines mené à l’IQS et dirigé par Benjamí Oller-Salvia.

Mots‑clés

TargetGBM, glioblastome multiforme, cerveau, cancer, nano, chimiothérapie, barrière hémato-encéphalique, tumeur, génétique, cellules

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