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Disruptive targeted drug delivery system via synergistic combination of intelligent DNA molecular machines and gated mesoporous nanoparticles

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Des machines à l’échelle nanométrique acheminent avec précision un médicament vers sa cible

Malgré les progrès réalisés dans le développement des produits pharmaceutiques, la technologie d’administration ciblée des médicaments accuse un important retard. Une étude financée par l’UE a mis au point un nano-porteur programmable capable de combiner sélectivement des ingrédients pharmaceutiques à des ARN thérapeutiques.

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L’administration conventionnelle de médicaments ne permet qu’une biodistribution limitée aux tissus souhaités et s’accompagne souvent de problèmes de toxicité. Idéalement, une plateforme d’administration de médicaments devrait proposer une option de programmabilité en temps réel pour permettre une distribution précise de l’ingrédient pharmaceutique actif (IPA). Elle devrait également minimiser les effets secondaires et la toxicité. Idéalement, elle devrait permettre une biocinétique (mouvement du médicament dans les tissus) contrôlée et un traitement très efficace à dose réduite.

Une plateforme intelligente d’administration de médicaments

Le projet SMARTRIOX, financé par l’UE, a mis au point une technologie programmable qui combine des matériaux non organiques avec des composants présents dans les organismes vivants. «Notre objectif était de répondre au besoin actuel de plateformes d’administration ciblée de médicaments par le biais d’une approche programmable qui puisse être proposée sur le lieu de soins», explique Roy Farfara, coordinateur du projet. La plateforme SMARTRIOX consiste en des nanoparticules poreuses biocompatibles qui sont chargées avec le médicament sélectionné. Les propriétés chimiques des nanoparticules peuvent être modifiées en fonction de la maladie concernée. L’innovation réside ici dans l’incorporation de machines moléculaires ADN qui, en réponse à des stimuli particuliers, s’ouvrent et libèrent la charge utile active de la nanoparticule.

Un traitement combinatoire pour le cancer du sein triple négatif

Les chercheurs se sont concentrés sur le traitement du cancer du sein triple négatif (TNBC), un type agressif de cancer du sein, en développant la plateforme à base de nanoparticules TXN770 pour l’administration de doxorubicine. Le TNBC étant indépendant des hormones, il n’existe actuellement aucune thérapie ciblée, et l’Herceptin, qui cible HER2, ne peut donc pas être utilisé. En utilisant la plateforme SMARTRIOX, les chercheurs espèrent réduire la dose de doxorubicine mais accroître l’efficacité thérapeutique car le médicament sera délivré spécifiquement aux cellules cancéreuses. La plateforme SMARTRIOX offre un autre avantage pour le traitement du TNBC: elle peut intégrer l’utilisation de DNAzymes comme catalyseurs pour cliver les molécules d’ARNm cibles. «Les DNAzymes ressemblent à des ciseaux programmables et peuvent être conçus pour lutter contre les ARNm oncogènes en désactivant les voies les plus courantes de développement et de résistance du cancer», souligne Roy Farfara. L’équipe a conçu plus de 100 DNAzymes, que les médecins peuvent immédiatement utiliser en fonction des tests pathologiques et de l’histologie de la tumeur du patient. Par exemple, dans le cas du TNBC, lorsqu’une patiente est porteuse de la mutation génétique BRCA, un traitement à base de poly ADP-ribose polymérase (PARP) inhibitrice est approuvé et recommandé. Dans le cas de la technologie SMARTRIOX, une DnAzyme PARP peut être employée, qui catalyse l’ARNm PARP. Des données précliniques sur des modèles animaux indiquent que la plateforme SMARTRIOX présente une efficacité et une sécurité supérieures à la norme. La stratégie réglementaire de la société prévoit la désignation orpheline et l’approbation accélérée afin de réduire le temps nécessaire à la commercialisation.

Avantages et perspectives

SMARTRIOX offre la possibilité de programmer des médicaments en temps réel. La programmation se fait en milieu hospitalier selon les exigences du médecin traitant et permet d’adapter le traitement aux besoins spécifiques du patient. Les thérapies à base d’ARN présentent des avantages considérables par rapport aux autres modes de traitement (protéines ou ADN). Le traitement ARNm contrôle de nombreux effets non-compétitifs en aval dans la mesure où un ARNm génère des centaines de molécules de protéines en moyenne. Il a été établi que les DNAzymes pouvaient catalyser in vitro jusqu’à 1 000 copies d’ARNm et donc potentiellement inhiber la création de centaines de milliers de copies des molécules protéiques cibles. Ces avancées sont susceptibles de révolutionner les soins de santé et de faire entrer la médecine dans une nouvelle ère de médecine programmable.

Mots‑clés

SMARTRIOX, administration de médicaments, nanoparticule, DNAzyme, TNBC, doxorubicine, cancer du sein triple négatif

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