Un groupe de recherche de l’Université de Montréal a développé et validé une nouvelle classe de transporteurs de médicaments constitués d’ADN et 20 000 fois plus petits que les cheveux humains. Ils peuvent améliorer considérablement le traitement du cancer et d’autres maladies.
Une étude publiée dans NatureCommunications explique que ces transporteurs moléculaires peuvent être chimiquement programmés pour libérer la bonne quantité de médicaments, ce qui les rend plus efficaces que les “véhicules” actuels.
La régularité optimale des doses : un problème médical
Alexis Vallée-Bélisle
Crédit : Amélie Philibert | Université de Montréal
L’un des principaux moyens de traiter avec succès une maladie consiste à introduire et à maintenir un médicament thérapeutique dans le sang pendant le traitement. Une faible dose réduit l’efficacité et conduit souvent à une résistance aux médicaments, tandis qu’une forte exposition augmente l’effet.
Maintenir un flux sanguin adéquat reste un défi majeur dans la médecine moderne. Étant donné que la plupart des médicaments se décomposent rapidement, les patients sont obligés – et oublient souvent – de prendre plusieurs doses à intervalles réguliers. Et puisque le corps de chaque patient traite les médicaments différemment, leur concentration dans le sang varie considérablement d’une personne à l’autre.
Réalisant qu’environ 50 % des patients atteints de certaines maladies reçoivent la bonne dose de médicaments pendant leur chimiothérapie, Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l’Université de Montréal et expert en nanotechnologie inspirée de la nature, a commencé à étudier comment les systèmes biologiques contrôlent et. maintenir l’interaction des biomolécules.
“Nous avons découvert que les organismes utilisent des protéines de transport conçues pour maintenir la bonne concentration de molécules, par exemple les hormones produites par la glande thyroïde. La force de l’interaction entre ces transporteurs et leurs molécules dicte la liaison des molécules libres”, explique-t-il. .
Cette idée simple a amené le chercheur – titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie – et son équipe à créer des transporteurs de médicaments qui imitent la façon naturelle de maintenir une concentration élevée du médicament pendant le traitement.
Arnaud Desrosiers, doctorant à l’UdeM et premier auteur de cette étude, a d’abord découvert et conçu deux ADN porteurs : un pour la quinine, un antipaludéen et un pour la doxorubicine. , un médicament couramment utilisé pour traiter le cancer du sein et la leucémie.
Il a ensuite montré que ces supports synthétiques peuvent être facilement configurés pour délivrer et stocker de grandes quantités de médicaments.
“Le plus intéressant, c’est que nous avons découvert que ces nanotransporteurs pouvaient également être utilisés comme pharmacie pour augmenter l’efficacité du médicament et réduire la quantité de la dose pendant le traitement”, explique le doctorant.
“L’une des choses intéressantes à propos de ces nanotransporteurs, ajoute-t-il, est qu’ils peuvent être ciblés sur les parties du corps où le médicament est le plus nécessaire – ce qui devrait réduire considérablement les effets secondaires.”
Souris nanotraitées : cardiotoxicité réduite
Pour démontrer l’efficacité de ces nanoporteurs, l’équipe de recherche a collaboré avec Jeanne Leblond-Chain, pharmacienne à l’Université de Bordeaux, France, le biochimiste Luc DesGroseillers et le pathologiste Jérémie Berdugo, de l’UdeM, Céline Fiset, pharmacienne à l’Institut de Cardiologie de Montréal, et Vincent . De Guire, biochimiste clinique à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, s’est joint à l’UdeM.
En utilisant un support de médicament conçu pour la doxorubicine, l’équipe a montré qu’une conception différente du support de médicament maintient la doxorubicine dans la circulation sanguine et réduit considérablement sa libération dans les organes vitaux tels que le cœur. , les poumons et le pancréas.
Chez les souris traitées avec cette formulation, la doxorubicine a été maintenue dans le sang 18 fois plus longtemps et la cardiotoxicité a également été réduite, rendant les souris en bonne santé comme le montre leur prise de poids quotidienne.
« Une caractéristique importante des nanoporteurs est leur grande efficacité », souligne Alexis Vallée-Bélisle. Jusqu’à présent, nous avons démontré le principe de fonctionnement des nanoporteurs pour deux médicaments. Mais grâce à la haute précision des chimies de l’ADN et des protéines, nous pouvons désormais concevoir ces supports pour produire une grande variété de molécules thérapeutiques.
Ces supports peuvent également être combinés avec des supports liposomaux artificiels, qui sont utilisés pour administrer des médicaments à des vitesses différentes.
Une étude clinique du cancer du sang ?
L’équipe de recherche tient maintenant à confirmer la faisabilité clinique de leur découverte. Étant donné que son nanoporteur de doxorubicine est conçu pour maintenir le médicament dans le sang, il pourrait être utilisé pour traiter le cancer du sang, pense-t-il.
“Nous émettons l’hypothèse que des nanoporteurs similaires peuvent être conçus pour délivrer des médicaments à d’autres zones du corps et augmenter la disponibilité du médicament pour les tumeurs”, conclut Alexis Vallée-Bélisle. Cela peut améliorer l’efficacité du médicament tout en réduisant ses effets secondaires. “
À propos de cette étude
Cet article “Programmable self-regulated molecule buffers for robust drug delivery”, par Arnaud Desrosiers et ses collègues, a été publié le 2 novembre 2022 dans la revue. NatureCommunications. doi : 10.1038/s41467-022-33491-7.
Alexis Vallée-Bélisle est professeur agrégé au Département de chimie de l’Université de Montréal. Il est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie. Son laboratoire s’inspire de la nature pour développer des nanotechnologies pour le traitement et le suivi des maladies.
Ces travaux ont été financés par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, le Programme des chaires de recherche du Canada, le Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies et le Regroupement québécois de recherche sur la fonction, l’ingénierie et les applications des protéines.
