Transportant de l'arn efficacement pour le traitement du cancer


Transportant de l'arn efficacement pour le traitement du cancer

Bien que les chercheurs aient étudié les traitements contre le cancer basés sur l'interférence de l'ARN - une méthode qui peut désactiver les gènes défectueux avec de courts fragments d'ARN - au cours des 10 dernières années, ils doivent encore trouver une technique pour transporter efficacement l'ARN.

L'ARN interférant court (siRNA) - le type utilisé pour l'interférence ARN - se détériore généralement rapidement dans le corps, par des enzymes qui protègent contre les infections par le virus de l'ARN.

Paula Hammond, professeur de génie de David H. Koch au MIT, a expliqué:

"Il a été vraiment difficile d'essayer de concevoir un système de livraison qui nous permet d'administrer siRNA, surtout si vous souhaitez le cibler sur une partie spécifique du corps".

Dans le numéro du 26 février du journal Matériaux de la nature , Hammond et son équipe révèlent qu'ils ont développé un système de livraison innovant qui emploie l'ARN dans des microsphères si compactes que l'ARN peut atteindre ses destinations avant de se détériorer. Comme les techniques de livraison actuelles, le nouveau système décompose efficacement l'expression de gènes spécifiques, bien qu'avec une dose significativement plus faible de particules.

Hammond, membre de l'Institut David H. Koch de MIT pour la recherche intégrée sur le cancer, explique que ces particules sont prometteuses pour développer une nouvelle méthode de traitement du cancer et d'autres maladies chroniques causées par un «gène malade».

Hammond a déclaré:

"L'interférence de l'ARN détient une énorme promesse pour un certain nombre de troubles, dont l'un est le cancer, mais aussi les troubles neurologiques et les troubles immunitaires".

Jong Bum Lee, un ancien postdoc dans le laboratoire de Hammond, est l'auteur principal du rapport. D'autres auteurs incluent Postdoc Jinkee Hong, Daniel Bonner PhD '12 et Zhiyong Poon PhD '11.

L'interférence de l'ARN a été découverte en 1998 et est un processus naturel. L'interférence de l'ARN permet aux cellules d'ajuster leur expression génétique. Habituellement, l'information génétique est transférée de l'ADN dans le noyau aux ribosomes, des structures cellulaires où des protéines sont produites.

SiRNA attache à l'ARN du transporteur qui transporte cette information génétique, détruisant les instructions avant qu'elles puissent atteindre le ribosome.

Les chercheurs sont actuellement en train de développer plusieurs façons de réfléchir synthétiquement ce processus pour cibler des gènes spécifiques, y compris encapsuler le siRNA dans des nanoparticules faites de lipides ou de matières inorganiques, comme l'or. Même si plusieurs de ces méthodes ont démontré un certain succès, un défi est qu'il est difficile d'emballer de grandes quantités d'ARNsi sur ces portées car les brins courts ne se compactent pas étroitement.

En utilisant une technique de synthèse d'ARN appelée transcription du cercle circulant, les chercheurs ont pu surmonter ce problème en enfermant l'ARN comme un long brin qui se plie dans une sphère minuscule et compacte. Cette méthode a permis aux chercheurs de créer de très longs brins d'ARN constitués d'une séquence récurrente de 21 nucléotides. Ces segments sont divisés par un tronçon plus court qui est identifié par l'enzyme Dicer, qui brise l'ARN partout où il rencontre cette séquence.

Parce que le brin d'ARN est synthétisé, il peut se plier dans une sphère très compacte et éponge. Dans une sphère d'un diamètre de seulement 2 microns, jusqu'à un demi-million de copies de la même séquence d'ARN peuvent être compactes.

L'équipe enveloppe ensuite les sphères dans une couche de polymère chargé positivement, déclenchant les sphères afin qu'elles se compactent plus étroitement (jusqu'à un diamètre de 200 nanomètres) et les aide à pénétrer dans les cellules.

Une fois à l'intérieur de la cellule, l'enzyme Dicer décompose l'ARN dans des zones spécifiques, déchargeant les séquences d'ARNs de 21 nucléotides.

L'équipe a programmé les sphères pour transporter des séquences d'ARN qui éteignent un gène provoquant une apparition de cellules tumorales chez les rongeurs. Les chercheurs ont découvert qu'ils étaient en mesure d'atteindre la même quantité de gènes que les systèmes actuels de distribution de nanoparticules, mais avec approximativement un millième autant de particules.

Les sphères se rassemblent sur les sites de la tumeur à travers un phénomène fréquemment utilisé pour le transport de nanoparticules: les vaisseaux sanguins «fuyant» entourant les tumeurs ont des pores minuscules, ce qui permet d'entrer de très petites particules.

L'équipe prévoit mener des études futures afin de concevoir des microsphères revêtues de polymères qui visent spécifiquement les cellules tumorales ou d'autres cellules malades. En outre, les chercheurs développent actuellement des sphères pour transporter l'ADN, pour une utilisation potentielle en thérapie génique.

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Section Des Questions Sur La Médecine: Pratique médicale