Les nanoparticules rétrécissent les tumeurs du cancer de l'ovaire chez la souris

En séquençant les génomes de cellules cancéreuses, les chercheurs ont trouvé une quantité substantielle de gènes mutés, supprimés ou dupliqués dans des cellules cancéreuses. Ce coffre au trésor est un grand atout pour les scientifiques à la recherche de cibles médicamenteuses innovantes. Cependant, il est extrêmement difficile de les examiner tous rapidement.
Afin d'accélérer ce processus, les scientifiques du MIT ont produit des nanoparticules fournissant des ARN qui permettent un dépistage rapide des dernières cibles médicamenteuses chez la souris. Pour leur première étude chez la souris, menée avec des scientifiques du Dana-Farber Cancer Institute et du Broad Institute, les chercheurs ont démontré que les nanoparticules ciblant une protéine appelée ID4 pouvaient réduire les tumeurs ovariennes.
Le système, publié dans l'édition en ligne de Médecine translationnelle des sciences, selon Sangeeta Bhatia, professeur de sciences de la santé et de technologie et génie électrique et informatique et membre de l’Institut David H. Koch pour la recherche intégrée sur le cancer au MIT, pourrait aider à surmonter les obstacles au développement de médicaments contre le cancer. .
Bhatia a expliqué:

"Ce que nous avons fait, c'est d'essayer de mettre en place un pipeline dans lequel vous commencez avec toutes les cibles de la génomique et de les filtrer séquentiellement à l'aide d'un modèle de souris pour déterminer celles qui sont importantes. ceux que vous souhaitez cibler cliniquement en utilisant l'interférence ARN, ou développer des médicaments. "

William Hahn, professeur agrégé de médecine à la Harvard Medical School, dirige le projet Achilles, une collaboration visant à découvrir des cibles innovantes potentielles pour les médicaments contre le cancer à partir de l’avalanche de données issues du projet de séquençage du génome du cancer du National Cancer Institute.
Certaines de ces cibles prometteuses sont considérées comme "non irritables", par exemple, les protéines ne contiennent pas de médicament auquel elles pourraient être attachées. Les nanoparticules les plus récentes, qui fournissent des brins courts d’ARN capables d’éteindre un gène spécifique, pourraient aider les chercheurs à poursuivre ces protéines non détectables.
Hahn, qui est également directeur du Centre de recherche sur le génome du cancer chez Dana-Farber et membre associé principal du Broad Institute, a déclaré: "Si nous pouvions trouver comment faire fonctionner cette technique [chez les humains], cela ouvrirait une toute une nouvelle classe de cibles qui n’avaient pas été disponibles. "
Grâce au projet Achilles, l'équipe examine les attributs de nombreux gènes endommagés dans les cellules cancéreuses de l'ovaire. En exposant simplement les gènes essentiels à la survie des cellules cancéreuses, cette méthode a permis d’affiner la liste des cibles possibles à plusieurs dizaines d’entre elles.
Généralement, la deuxième phase de la découverte d'une bonne cible consiste généralement à modifier génétiquement une souche de souris absente (ou surexprimant) du gène en cause, afin de déterminer la façon dont elle réagit lorsque les tumeurs se développent. Cependant, cela prend généralement 2 à 4 ans. Une approche beaucoup plus rapide pour examiner ces types de gènes de corps consiste à les éteindre après le développement d'une tumeur.
L'interférence ARN (ARNi) fournit une technique réalisable pour le faire. Dans le cadre de ce phénomène naturel, de courts brins d'ARN s'attachent à l'ARN messager (ARNm), qui délivre des directions de renforcement des protéines depuis le noyau de la cellule jusqu'aux autres parties de la cellule. Une fois attachées, les molécules d'ARNm sont démolies et leurs protéines correspondantes ne sont jamais produites.
Les chercheurs ont en fait poursuivi l'ARNi en tant que traitement contre le cancer depuis son identification dans les années 1990. Cependant, les chercheurs ont eu des difficultés à découvrir une approche permettant de cibler de manière sûre et efficace les tumeurs avec ce traitement. L'un de leurs principaux défis consistait à trouver un moyen de faire entrer l'ARN dans les tumeurs.
Dans cette étude, les équipes avaient pour objectif de développer une technique "mix and dose" qui permettrait aux scientifiques de mélanger des particules de délivrance d'ARN qui ciblent un gène spécifique, de les injecter à des souris et d'en observer les résultats.
Pour leur première tentative, l'équipe s'est concentrée sur la protéine ID4 car elle est surexprimée dans environ un tiers des tumeurs ovariennes de haut grade (la plus invasive), mais pas dans d'autres types de cancer. Le gène, qui code pour un facteur de transcription, semble être lié au développement embryonnaire: il se désactive tôt dans la vie, puis se réactive dans une certaine mesure dans les tumeurs ovariennes.
Pour cibler ID4, l'équipe a développé un type innovant de nanoparticules d'ARN. Ces particules peuvent à la fois cibler et pénétrer les tumeurs, ce qui n’avait pas encore été fait avec l’interférence de l’ARN.
A leur surface, les particules sont marquées par un fragment de protéine court qui leur permet de pénétrer dans les cellules tumorales. De plus, les fragments sont attirés par une protéine située sur les cellules tumorales, appelée p32. Ce fragment et plusieurs analogues ont été identifiés par Erkki Ruoslahti, professeur à l’Institut de recherche médicale de Sanford-Burnham à l’Université de Californie à Santa Barbara.
À l'intérieur des nanoparticules, des brins d'ARN sont combinés à une protéine qui les aide également tout au long de leur parcours: lorsque les particules pénètrent dans une cellule, elles sont illustrées par des membranes appelées endosomes. Le mélange protéine-ARN peut traverser la membrane endosomale, permettant aux particules d'atteindre le compartiment principal de la cellule et de commencer à détériorer l'ARNm.
Dans une étude sur des souris présentant des tumeurs ovariennes, les chercheurs ont découvert que la thérapie avec les nanoparticules d’ARNi éliminait la majorité des tumeurs.
L'équipe utilise actuellement les particules pour examiner d'autres cibles potentielles de cancer de l'ovaire, en plus d'autres formes de cancer, comme le cancer du pancréas. En outre, l'équipe envisage la possibilité de créer des particules ciblant ID4 en tant que traitement du cancer de l'ovaire.
Écrit par Grace Rattue