Une étude explore les limites de la structure et de la fonction de l’ADN et pourrait élargir l’utilisation de l’ADN modifié en médecine

Une équipe dirigée par le professeur Michal Hocek de l’IOCB Prague a exploré les limites de la structure et de la fonction de l’ADN et a réussi à repousser les limites connues. Leurs dernières recherches viennent d’être publiées dans Recherche sur les acides nucléiques.

Ils prouvent que même les doubles hélices d’ADN fortement modifiées sont suffisamment stables pour être utilisées pour des applications spéciales. Cette découverte pourrait élargir les possibilités d’utilisation de l’ADN modifié, par exemple en médecine.

L’ADN est constitué de deux longues chaînes chargées négativement qui se maintiennent ensemble même si elles se repoussent. Ceci est rendu possible par ce que l’on appelle les interactions d’empilement et l’appariement de bases. Hocek et ses collègues ont repoussé les limites connues en modifiant l’ADN en ajoutant une charge négative supplémentaire à chaque lettre du code génétique.

Cela a doublé les forces répulsives, mais la double hélice de l’ADN est restée stable. Ils ont également découvert que cet ADN modifié non seulement tient ensemble, mais qu’il peut également être synthétisé ou répliqué et séquencé à l’aide de l’enzyme ADN polymérase.

“Considérez l’ADN comme un échafaudage sur lequel vous pouvez attacher divers composés chimiques ayant différentes fonctions. Il s’agit de petites molécules, telles que des chaînes latérales d’acides aminés, présentes naturellement uniquement dans les peptides et les protéines”, explique Hocek.

“Dans la médecine actuelle, nous ne pouvons utiliser ces molécules que dans une mesure relativement limitée. La raison en est qu’elles sont nettement instables et se décomposent rapidement lorsqu’elles se trouvent à l’intérieur d’un organisme. Une solution à ce problème serait d’avoir un squelette stable sur lequel elles pourraient être fermement attachée, et l’ADN pourrait être une telle structure de base à l’avenir.

“Le but de cette recherche est de créer des molécules d’ADN qui imiteront d’autres composés chimiques. Cela nous permettrait d’exploiter le potentiel médicinal de certaines biomolécules difficiles à retenir dans l’organisme. Des exemples de telles biomolécules sont les peptides ou les protéines déjà mentionnés. “.

Le groupe Hocek a déjà réalisé des progrès significatifs, même si les recherches dans ce sens n’en sont qu’à leurs débuts à l’échelle mondiale. L’équipe a, par exemple, réussi à développer un nouvel aptamère modifié, qui est une courte séquence d’ADN capable de se lier à une molécule cible spécifique, le plus souvent une protéine.

Les aptamères ont des propriétés similaires à celles des anticorps, mais ils sont beaucoup plus stables. Pour cette raison, les aptamères peuvent potentiellement remplacer les anticorps utilisés en médecine. Cependant, le nombre d’aptamères thérapeutiques approuvés dans le monde peut encore se compter sur les doigts d’une main.

Les recherches actuelles explorant les limites de l’ADN font partie d’un projet plus vaste dirigé par Hocek. C’est la deuxième fois que ses résultats suscitent l’intérêt de la revue Recherche sur les acides nucléiques. Auparavant, des scientifiques de l’IOCB Prague avaient publié une méthode de synthèse enzymatique d’ADN entièrement artificiel. Au cours de cette synthèse, tous les nucléotides formant l’ADN naturel sont remplacés par leurs versions modifiées auxquelles sont attachées des molécules hydrophobes (c’est-à-dire hydrofuges).