Les chercheurs ont développé des nanoparticules capables de pénétrer dans la rétine neurale et de délivrer l’ARNm aux cellules photoréceptrices dont le bon fonctionnement rend la vision possible.

L’étude, dirigée par le professeur agrégé de sciences pharmaceutiques de l’OSU Gaurav Sahay, le doctorant de l’État de l’Oregon Marco Herrera-Barrera et la professeure adjointe d’ophtalmologie de l’Oregon Health & Science University Renee Ryals, a été publiée aujourd’hui dans Avancées scientifiques.

Les scientifiques ont surmonté ce qui avait été la principale limitation de l’utilisation de nanoparticules lipidiques, ou LNP, pour transporter du matériel génétique à des fins de thérapie visuelle – en les faisant atteindre l’arrière de l’œil, là où se trouve la rétine.

Les lipides sont des acides gras et des composés organiques similaires, y compris de nombreuses huiles et cires naturelles. Les nanoparticules sont de minuscules morceaux de matériau dont la taille varie de un à 100 milliardièmes de mètre. L’ARN messager fournit des instructions aux cellules pour fabriquer une protéine particulière.

Avec les vaccins contre le coronavirus, l’ARNm porté par les LNP ordonne aux cellules de fabriquer un morceau inoffensif de la protéine de pointe du virus, ce qui déclenche une réponse immunitaire du corps. En tant que thérapie pour les troubles de la vision résultant d’une dégénérescence rétinienne héréditaire, ou IRD, l’ARNm demanderait aux cellules photoréceptrices – défectueuses en raison d’une mutation génétique – de fabriquer les protéines nécessaires à la vue.

L’IRD englobe un groupe de troubles de gravité et de prévalence variables qui affectent une personne sur quelques milliers de personnes dans le monde.

Les scientifiques ont montré, dans des recherches impliquant des souris et des primates non humains, que les LNP équipés de peptides étaient capables de traverser les barrières de l’œil et d’atteindre la rétine neurale, où la lumière est transformée en signaux électriques que le cerveau convertit en images.

« Nous avons identifié un nouvel ensemble de peptides qui peuvent atteindre le fond de l’œil », a déclaré Sahay. « Nous avons utilisé ces peptides pour agir comme des codes postaux pour livrer des nanoparticules transportant du matériel génétique à l’adresse prévue dans l’œil. »

« Les peptides que nous avons découverts peuvent être utilisés comme ligands de ciblage directement conjugués à des ARN silencieux, de petites molécules à des fins thérapeutiques ou comme sondes d’imagerie », a ajouté Herrera-Barrera.

Sahay et Ryals ont reçu une subvention de 3,2 millions de dollars du National Eye Institute pour continuer à étudier la promesse des nanoparticules lipidiques dans le traitement de la cécité héréditaire. Ils dirigeront des recherches sur l’utilisation des LNP pour fournir un outil d’édition de gènes qui pourrait supprimer les mauvais gènes dans les cellules photoréceptrices et les remplacer par des gènes fonctionnant correctement.

La recherche vise à développer des solutions pour les limitations associées aux principaux moyens de livraison actuels pour l’édition de gènes : un type de virus connu sous le nom de virus adéno-associé, ou AAV.

« AAV a une capacité d’emballage limitée par rapport aux LNP et il peut déclencher une réponse du système immunitaire », a déclaré Sahay. « Il ne fonctionne pas non plus de manière fantastique pour continuer à exprimer les enzymes que l’outil d’édition utilise comme ciseaux moléculaires pour faire des coupes dans l’ADN à éditer. Nous espérons utiliser ce que nous avons appris jusqu’à présent sur les LNP pour développer un système de livraison de l’éditeur de gènes amélioré. »

L’étude LNP guidée par peptide a été financée par les National Institutes of Health. Les professeurs du Collège de pharmacie Oleh Taratula et Conroy Sun, les chercheurs postdoctoraux Milan Gautam et Mohit Gupta, les doctorants Antony Jozic et Madeleine Landry, l’assistant de recherche Chris Acosta et le premier cycle Nick Jacomino, étudiant en bio-ingénierie au Collège, ont également participé à la recherche pour l’État de l’Oregon. d’ingénierie qui a obtenu son diplôme en 2020.