Une équipe de recherche de l’Université de Montréal a conçu et validé une nouvelle classe de transporteurs de médicaments constitués d’ADN et 20 000 fois plus petits qu’un cheveu humain. Ils peuvent améliorer le traitement du cancer et d’autres maladies.
Une étude publiée dans NatureCommunications explique que ces transporteurs moléculaires peuvent être chimiquement adaptés pour délivrer des concentrations optimales de médicaments, ce qui les rend plus efficaces que les “véhicules” actuels.
La dose optimale à tout moment : un défi médical
Alexis Vallée-Bélisle
Crédit : Amélie Philibert | Université de Montréal
L’une des meilleures façons de traiter une maladie est de donner et de maintenir une dose de médicament dans le sang tout au long du traitement. Une faible dose réduit l’efficacité et conduit souvent à une résistance aux médicaments, car les effets secondaires deviennent plus fréquents.
Maintenir la concentration optimale d’un médicament dans le sang reste un défi majeur de la médecine moderne. Étant donné que la plupart des médicaments se décomposent rapidement, les patients sont obligés – et oublient souvent – de prendre plusieurs doses régulièrement. Et puisque le corps de chaque patient réagit différemment aux médicaments, leur concentration dans le sang varie d’une personne à l’autre.
Voyant que seulement 50 % des patients atteints de certains cancers reçoivent la dose optimale de médicaments lors de leur chimiothérapie, Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l’Université de Montréal et expert en nanotechnologie environnementale, a commencé à investiguer comment contrôler les systèmes biologiques. maintenir la concentration de la biomasse.
“Nous avons découvert que les organismes vivants utilisent des protéines de transport qui s’organisent pour maintenir la bonne concentration de molécules, par exemple les hormones produites par la glande thyroïde. La forte interaction entre ces récepteurs et leurs molécules indique la bonne concentration de molécules libres”, a-t-il expliqué. .
Cette idée simple a amené le chercheur – titulaire de la Chaire de recherche du Canada en bioingénierie et bionanotechnologie – et son équipe à développer des transporteurs de médicaments artificiels qui simulent l’effet de maintenir la bonne concentration de médicaments pendant le traitement.
Arnaud Desrosiers, étudiant diplômé de l’UdeM et premier auteur de l’étude, a d’abord découvert et créé deux transporteurs d’ADN : 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 montré plus tard que ces supports artificiels pouvaient être facilement ajustés pour libérer et maintenir la concentration du médicament.
“Il est intéressant de noter que nous avons découvert que ces nanoporteurs peuvent également être utilisés comme source de médicament pour prolonger l’effet du médicament et réduire le nombre de doses pendant le traitement”, explique l’étudiant diplômé.
“Une autre chose étonnante à propos de ces nanotransporteurs, a-t-il ajouté, est qu’ils peuvent être administrés aux parties du corps où le médicament est le plus nécessaire – c’est-à-dire que la plupart des effets secondaires devraient être réduits.”
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 biologiste Luc DesGroseillers et le pathologiste Jérémie Berdugo, de l’UdeM, Céline Fiset, pharmacienne à l’Institut de Cardiologie de Montréal, et Vincent De Guire, biologiste clinique à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont, sont affiliés à l’UdeM.
En utilisant un support de médicament nouvellement conçu pour la doxorubicine, l’équipe a montré que la structure unique du support de médicament maintient la doxorubicine dans la circulation sanguine et réduit considérablement sa délivrance aux organes clés 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 les maladies cardiaques ont été réduites, car la santé des souris semblait être améliorée en prenant un poids normal.
« Une autre caractéristique importante de nos nanoporteurs est leur grande efficacité », explique Alexis Vallée-Bélisle. Jusqu’à présent, nous avons montré le principe fonctionnel de ces nanoporteurs pour deux médicaments. Mais grâce au pouvoir de programmation de l’ADN et de la chimie des protéines, nous pouvons concevoir ces supports pour délivrer avec précision une large gamme d’agents thérapeutiques.
Ces supports peuvent également être combinés avec des supports liposomaux artificiels, qui sont actuellement utilisés pour administrer des médicaments à des vitesses différentes.
Recherche clinique sur les cancers du sang ?
Maintenant, l’équipe de recherche est impatiente de confirmer la validité clinique de leur découverte. Étant donné que son nanoporteur de doxorubicine est conçu pour bien maintenir le médicament dans le sang, il pourrait être utilisé pour traiter les cancers du sang, pense-t-il.
“Nous pensons qu’il sera possible de développer des nanoporteurs similaires pour délivrer des médicaments à d’autres parties du corps et augmenter la zone du médicament où se trouvent les tumeurs”, a conclu Alexis Vallée-Bélisle. Cela améliore considérablement l’efficacité du médicament tout en minimisant ses effets secondaires.
Pour cette étude
L’article « Tampons moléculaires contrôlables pour une délivrance précise et soutenue de médicaments », 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.
Le financement de ces travaux a été assuré par le Conseil de recherche en sciences et technologies 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, la technologie et les protéines d’application.
