Schéma montrant le développement d’une nouvelle stratégie pour l’administration d’acide ribonucléique (ARN) et le contrôle réversible. Cette méthode consiste à modifier l’ARN avec l’ajout d’une liaison disulfure qui l’empêche d’interagir avec la machinerie cellulaire. Lorsqu’elle est introduite dans un environnement cellulaire avec des agents réducteurs, cette modification est inversée, permettant à l’ARN d’exercer l’effet souhaité. Crédit: Angewandte Chemie International Edition
Les chimistes de l'Université nationale de Singapour (NUS) ont développé une stratégie utilisant de petites molécules contenant du disulfure pour faciliter le contrôle et la délivrance réversibles de l'acide ribonucléique (ARN).
Les thérapies basées sur l’ARN sont devenues l’une des modalités thérapeutiques les plus recherchées ces dernières années. Cependant, la délivrance d’ARN reste un défi majeur dans ce domaine. Les nanoparticules lipidiques, bien qu’elles soient largement utilisées pour l’administration d’ARN, notamment pour l’administration de vaccins à ARNm contre la COVID-19, sont confrontées à plusieurs limitations telles que leur efficacité et leur sécurité. Des méthodes alternatives susceptibles de surmonter ces limitations sont hautement souhaitables.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur adjoint Zhu Ru-Yi, du département de chimie de NUS, a développé une méthode qui tire parti d'un processus chimique appelé chimie d'acylation d'ARN post-synthétique, et l'a combinée avec une réaction dynamique d'échange de disulfure pour la délivrance d'ARN et commande réversible. Les résultats de la recherche sont publiés dans la revue Angewandte Chemie International Edition.
Cette méthode permet de masquer la molécule d’ARN et les chercheurs peuvent potentiellement réguler son activité et sa délivrance jusqu’à ce qu’elle atteigne son site cible dans la cellule.
Les chercheurs ont découvert qu'en ajoutant des marqueurs chimiques spéciaux (groupes contenant du disulfure) à l'ARN, ces groupes peuvent bloquer l'activité catalytique et le repliement de l'ARN, masquant temporairement les instructions. Ensuite, si nécessaire, ils peuvent activer l’ARN en supprimant ces marqueurs, permettant ainsi aux cellules de lire et d’agir à nouveau selon les instructions.
Cette stratégie permet à l'ARN de pénétrer rapidement dans les cellules, de se distribuer efficacement et de devenir actif dans le cytosol cellulaire sans être piégé dans les lysosomes. Les chercheurs pensent que leur méthodologie sera accessible aux laboratoires engagés dans la biologie de l’ARN et qu’elle est prometteuse en tant que plate-forme polyvalente pour les applications basées sur l’ARN.
Le professeur Zhu a déclaré : « Nos études présentent le premier exemple de délivrance d'ARN dans des cellules en utilisant uniquement de petites molécules. »
“La simplicité de notre méthode de modification de l'ARN et le mécanisme de délivrance unique inciteront sans aucun doute davantage de chercheurs à adopter et à améliorer la méthode. Nous pensons que nos travaux faciliteront de nombreuses applications dans le domaine de la biologie de l'ARN et des biomédicaments”, a ajouté le professeur Zhu.
Pour l’avenir, l’équipe de recherche conçoit activement de nouvelles stratégies pour modifier l’ARN et améliorer les thérapies basées sur l’ARN.
Plus d'information:
Junsong Guo et al, Contrôle de l'ARN via l'acylation rédox-sensible, Angewandte Chemie International Edition (2024). DOI: 10.1002/anie.202402178
Fourni par l'Université nationale de Singapour
Citation: Déverrouillage de la fonctionnalité ARN : une approche réactive redox (6 juin 2024) récupéré le 6 juin 2024 sur
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