La thérapie génique représente une approche innovante pour traiter un large éventail de maladies, y compris le cancer, le diabète et les troubles métaboliques héréditaires. Malgré des résultats prometteurs, l'un des principaux défis qui limite son application pratique est la livraison de matériel génétique aux cellules cibles dans le corps. La posologie du matériel génétique et son introduction efficace dans les cellules entraînent souvent des coûts élevés et des risques associés au système immunitaire.
Une nouvelle étude réalisée par des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison, publiée dans PLOS ONE, démontre une solution prometteuse à ce problème en utilisant des impulsions électriques qui rendent les cellules humaines plus susceptibles d'absorber le matériel génétique. Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles voies pour une thérapie génique plus accessible et plus sûre.
La livraison directe de matériel génétique aux cellules cibles offre plusieurs avantages significatifs par rapport aux méthodes systémiques, où le matériel est introduit dans la circulation sanguine périphérique. Un avantage clé est qu'elle réduit la posologie globale de matériel génétique nécessaire. Dans la livraison systémique, une grande partie du matériel génétique est perdue lors de son passage dans la circulation sanguine et les organes, nécessitant des doses significativement plus importantes. Cela augmente non seulement les coûts de production, mais aussi le risque de réactions indésirables, telles qu'une réponse immunitaire excessive ou des tempêtes de cytokines. Une tempête de cytokines est une réaction immunitaire sévère dans laquelle le corps produit des quantités excessives de molécules inflammatoires, pouvant entraîner des lésions tissulaires.
En utilisant la livraison directe, le temps que le matériel génétique passe dans la circulation est réduit, minimisant ainsi la probabilité de réponse immunitaire et de perte d'efficacité. Cela augmente considérablement la sécurité et l'accessibilité de la thérapie pour un plus grand nombre de patients.
Les chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison ont développé une technique où des impulsions électriques sont utilisées pour améliorer l'absorption du matériel génétique par les cellules. Bien que le mécanisme exact par lequel les impulsions électriques augmentent l'absorption ne soit pas entièrement compris, des études indiquent que les impulsions créent de petites pores (nano) dans la membrane cellulaire, facilitant l'entrée du matériel génétique dans les cellules.
Une des technologies employées implique des vecteurs viraux, tels que les AAV8 (virus associés à l'adénovirus), qui sont des transporteurs efficaces de matériel génétique. Bien que la taille de ces vecteurs soit relativement grande, les scientifiques estiment que la création de pores dans la membrane pourrait faciliter leur pénétration. Cependant, cela reste un sujet de recherche future.
Une livraison efficace de matériel génétique pourrait rendre la thérapie génique plus accessible et plus sûre pour des millions de personnes. De nombreuses maladies métaboliques héréditaires, telles que le diabète, l'hémophilie et la fibrose kystique, affectent le foie, qui joue un rôle central dans le métabolisme. Des méthodes avancées pour livrer du matériel génétique aux cellules hépatiques pourraient corriger des mutations génétiques et offrir un traitement durable pour ces conditions.
Le développement de nouvelles méthodes pour livrer du matériel génétique aux cellules cibles pourrait réduire considérablement les coûts de traitement. L'application de techniques comme les impulsions électriques pourrait rendre ces thérapies accessibles à un plus large éventail de patients.
La prochaine phase de recherche implique l'optimisation des paramètres des impulsions électriques, tels que l'intensité, la durée et le nombre d'impulsions, afin de maximiser l'effet sur l'absorption du matériel génétique sans endommager les cellules. De plus, les scientifiques prévoient de passer d'expériences in vitro sur des cultures cellulaires à des études in vivo dans des conditions de laboratoire. Les plans à long terme incluent l'expansion de l'application de la technique à d'autres types de cellules et d'organes, espérant élargir les possibilités de traitement pour diverses maladies.