Une mousse médicamenteuse pourrait-elle rendre les thérapies géniques plus accessibles ?

La mousse mélangée à des médicaments est déjà utilisée pour traiter des affections telles que les varices, les hémorroïdes, les plaies cutanées et même la chute des cheveux. Aujourd’hui, les scientifiques du Fred Hutchinson Cancer Center ont découvert que la mousse pourrait également être utilisée comme véhicule pour administrer des thérapies géniques coûteuses.

Dans une étude parue dans Communications naturellesle bio-ingénieur Matthias Stephan, MD, Ph.D., et son équipe Fred Hutch rapportent qu'un liquide moussant a mieux fonctionné qu'une formulation liquide standard pour transférer des composants de thérapie génique aux cellules lors d'études en laboratoire.

“Les thérapies géniques constituent la nouvelle vague de médecine, mais elles sont extrêmement coûteuses et difficiles à réaliser”, a déclaré Stephan, professeur à la division translationnelle et thérapeutique de Fred Hutch. “Notre mousse de thérapie génique montre pour la première fois qu'en prenant une petite quantité d'un médicament de thérapie génique coûteux, en augmentant son volume en l'incluant dans une solution composée principalement de bulles d'air densément emballées, puis en l'appliquant aux cellules, nous pouvons réaliser un transfert fort et sûr d’agents de thérapie génique vers les cellules. »

Les thérapies géniques en cours de développement contre les cancers, les maladies infectieuses, les troubles héréditaires et d’autres maladies sont extrêmement prometteuses en ce qu’elles fournissent des traitements durables en corrigeant la biologie sous-jacente. Cependant, ils sont également confrontés à des obstacles majeurs, notamment l'acheminement des thérapies vers les parties du corps où elles sont nécessaires et le coût élevé de la fabrication de virus modifiés en laboratoire, appelés vecteurs, qui délivrent des thérapies aux cellules malades. La mousse pourrait être la clé pour proposer des thérapies géniques plus simplement et à moindre coût.

Bien que l’étude soit une preuve de concept, Stephan considère la mousse de thérapie génique comme une solution possible pour traiter les cancers qui se trouvent dans des espaces confinés, tels que le cancer des ovaires, du pancréas et gastro-intestinal et les maladies auto-immunes qui affectent le système digestif.

“La mousse pourrait être appliquée dans des espaces confinés pour lutter contre les tissus corporels atteints de la maladie, et le médicament contenu dans la mousse pourrait adhérer à ces cellules malades”, a expliqué Stephan. “Ensuite, à mesure que les bulles d'air éclatent, le liquide contenant la thérapie génique peut s'écouler.”

Stephan a utilisé d’autres matériaux, tels que des nanoparticules et une minuscule éponge implantable, pour transmettre directement aux cellules les instructions génétiques permettant de combattre les maladies. À la recherche d'un nouveau véhicule de livraison, il s'est inspiré de la mousse à raser.

“La mousse est principalement constituée de bulles de gaz séparées par de minces films liquides et elle est déjà utilisée en toute sécurité dans les médicaments et l'industrie alimentaire”, a déclaré Stephan. “Nous n'avons pas vu de mousse utilisée avec du matériel génétique, et je me demandais si cela pourrait aider à résoudre le problème de l'administration de la thérapie génique.”

Dans le laboratoire

Dans une série d'expériences en laboratoire, Stephan et son équipe ont examiné s'ils pouvaient prendre une petite quantité de vecteurs de thérapie génique très coûteux, les mélanger avec du matériel d'édition génétique et différents agents moussants, puis appliquer le mélange sur les cellules pour voir si les cellules reprendre les modifications génétiques.

Pour tester leur approche, l’équipe a utilisé une autre thérapie immunitaire : l’ARNm d’un vaccin COVID-19, qui apprend au système immunitaire à attaquer le virus en montrant au système immunitaire le code biologique de l’apparence du virus.

L’équipe de Fred Hutch a créé sa propre solution d’un vaccin à ARNm contre le COVID-19 avec une modification biologique qui lui permettait de briller une fois administré aux cellules. De cette façon, une fois que le produit de thérapie génique conçu en laboratoire était absorbé par les cellules, l’équipe pouvait le voir à l’aide d’un microscope.

Pour développer la mousse, l'équipe a déterminé que la méthylcellulose, un additif alimentaire utilisé dans la crème glacée et d'autres produits, créait la meilleure mousse pour transférer le produit de thérapie génique aux cellules et rester en place là où il était déposé.

Lorsque l’équipe a mélangé la mousse avec des cellules, la mousse a considérablement stimulé le transfert de gènes et a surpassé les formulations liquides. Ensuite, lorsque l’équipe a injecté une petite quantité de mousse dans la cavité abdominale de souris, la thérapie génique a été transférée en une journée de la mousse aux cellules ciblées sans effets secondaires significatifs.

Au-delà du laboratoire

Il faudra encore plusieurs années que cette technologie soit utilisée chez l’homme. Stephan espère attirer des collaborateurs externes universitaires et industriels pour développer davantage l’approche.

“L'objectif de mon travail est de rendre les médicaments modernes plus efficaces pour les gens du monde entier”, a déclaré Stephan. “Je crois que nos futures avancées médicales découleront de notre compréhension approfondie de la biologie des maladies et de notre talent à trouver des solutions innovantes dans des endroits inattendus.”

Remarque : Les scientifiques de Fred Hutch ont joué un rôle dans le développement de ces découvertes, et Fred Hutch et certains de ses scientifiques pourraient bénéficier financièrement de ces travaux à l'avenir.