Des chercheurs ont développé une nanoparticule capable de programmer des cellules souches à l'intérieur du corps, éliminant ainsi le besoin de chimiothérapie et d'extraction de moelle osseuse dans les traitements par cellules souches.
James Dahlman et son équipe de recherche ont créé une technique qui pourrait mener à de nouveaux traitements moins invasifs pour les troubles sanguins et les maladies génétiques. Cette méthode évite l'inconfort et les risques associés aux traitements actuels, simplifiant ainsi le processus pour les patients.
« Cela constituerait une alternative aux thérapies par cellules souches hématopoïétiques invasives — nous pourrions simplement vous administrer une perfusion intraveineuse », déclare Dahlman, professeur au département de génie biomédical Wallace H. Coulter de Georgia Tech. « Cela simplifie le processus et réduit les risques pour les patients. C'est pourquoi ce travail est important. »
Dahlman et une équipe de Georgia Tech, de l'Université Emory et de l'Université de Californie, Davis, ont publié leurs résultats dans la revue Nature Biotechnology.
Les cellules souches hématopoïétiques (CSH) sont des cellules parentales situées dans la moelle osseuse, produisant tous les types de cellules nécessaires au fonctionnement du sang et du système immunitaire. Les CSH sont cruciales dans le traitement des maladies sanguines génétiques, y compris l'anémie falciforme, les déficiences immunitaires et certains cancers.
Les thérapies traditionnelles par CSH impliquent l'extraction de cellules de la moelle osseuse du patient et leur modification en laboratoire, tandis que le patient subit une chimiothérapie pour préparer son corps à recevoir les CSH modifiées.
« Ces thérapies sont efficaces mais difficiles pour les patients », explique Dahlman. « Les patients subissent une chimiothérapie pour anéantir leur système immunitaire afin que le corps accepte les cellules thérapeutiques sans résistance. La procédure peut mettre la vie en danger. Nous espérons changer cela. »
Les CSH peuvent également être modifiées directement dans le corps à l'aide de nanoparticules lipidiques (LNP) pour transporter des instructions génétiques vers les cellules souches. Les LNP ont des ligands de ciblage qui trouvent des cellules cibles spécifiques, ajoutant complexité et coût au processus.
Les chercheurs ont cherché une solution plus simple et ont découvert une nanoparticule spécifique appelée LNP67. « Contrairement à d'autres conceptions de nanoparticules, celle-ci ne nécessite pas de ligand de ciblage », déclare Dahlman. « Elle est chimiquement simple, ce qui signifie qu'elle est plus facile à fabriquer et ouvre la voie à une production à grande échelle, comme les vaccins à ARN messager. »
Le succès de LNP67 réside dans sa capacité à éviter le foie, le principal filtre sanguin du corps. « Le foie absorbe presque tout », note Dahlman. « Mais, en réduisant ce qu'il capture de seulement 10 %, nous pouvons doubler la livraison vers d'autres tissus où les nanoparticules et leurs charges utiles sont nécessaires. »
Les chercheurs ont développé 128 nanoparticules uniques, réduisant la liste à 105 LNP sans ligands de ciblage, évaluant finalement leur performance dans la livraison d'instructions génétiques de manière efficace et sûre.
LNP67 s'est révélée être la meilleure en raison de son design furtif, qui l'aide à circuler uniformément dans le corps et à atteindre les CSH. « Nous avons réussi une livraison à faible dose sans ligand de ciblage, ce qui est excitant », ajoute Dahlman. « C'est quelque chose que nous travaillons à réaliser depuis des années, et je suis très heureux d'y être parvenu. »
Le financement de cette recherche a été fourni par les National Institutes of Health et la National Science Foundation. James Dahlman, Marine Z. C. Hatit et Huanzhen Ni ont déposé un brevet provisoire lié à cette recherche (numéro de demande de brevet américain 63/632,354).