La doctorante Yasmin Granot-Matok sous la direction du Prof. Dan Peer, directeur du laboratoire de nanomédecine de l’Ecole de biomédecine et de recherche sur le cancer de l’Université de Tel-Aviv et vice-président pour la R&D de l’Université, pionnier du développement des thérapies à base d’ARN, a réussi pour la première fois au monde à coder l’information génétique d’une protéine toxique produite par des bactéries dans des molécules d'ARNm (ARN messager) et à la livrer directement aux cellules cancéreuses, amenant celles-ci à produire elles-mêmes cette toxine qui a fini par les détruire, avec un taux de réussite de 50%.
Les résultats de ce travail impressionnant ont été publiés dans la revue Theranostics.
« Beaucoup de bactéries sécrètent des toxines. La plus célèbre d'entre elles est probablement la toxine botulique injectée dans les traitements au Botox. Une autre technique de traitement classique est la chimiothérapie, qui est l'administration de petites molécules par la circulation sanguine pour tuer efficacement les cellules cancéreuses. Cependant, la chimiothérapie possède un inconvénient majeur : elle n’est pas sélective, et tue aussi les cellules saines. Notre idée était de délivrer des molécules saines d’ARNm codées pour activer une bactérie toxique directement dans les cellules cancéreuses, conduisant celles-ci à produire en fait cette protéine toxique appelée à les tuer. C'est comme placer un cheval de Troie à l'intérieur d’une cellule cancéreuse », explique le Prof. Peer.
«C'est comme placer un Cheval de Troie à l'intérieur d'une cellule cancéreuse»
Tout d'abord, l'équipe de recherche a codé les informations génétiques de la protéine toxique produite par des bactéries de la famille des pseudomonas dans des molécules d'ARNm (selon une procédure équivalente à celle par laquelle les informations génétiques de la protéine « Spike » du covid-19 ont été codées dans des molécules d'ARNm pour créer le vaccin). Les molécules d'ARNm ont ensuite été enveloppées dans des nanoparticules lipidiques développées dans le laboratoire du Prof. Peer, et recouvertes d'anticorps pour assurer que les instructions de fabrication de la toxine atteingnent les cellules cancéreuses cibles. Les particules ont été injectées dans les tumeurs de souris atteintes de mélanome. Après une seule injection, 44 à 60 % des cellules cancéreuses ont disparu.
« Dans notre étude, c’est la cellule cancéreuse elle-même qui produit la protéine toxique qui finit par la tuer », explique le Prof. Peer. « Nous avons utilisé des bactéries pseudomonas et le cancer du mélanome, mais uniquement pour une question de commodité. De nombreuses autres bactéries anaérobies, en particulier celles qui vivent dans le sol, sécrètent des toxines, et la plupart d’entre elles peuvent probablement être utilisées par notre méthode. C'est notre « recette », et nous savons comment la livrer directement aux cellules cibles grâce à nos nanoparticules. Lorsque la cellule cancéreuse lit la « recette » qu’elle reçoit, elle se met à fabriquer la toxine comme le ferait la bactérie elle-même, et cette toxine auto-produite finit par la tuer. Ainsi, avec une simple injection dans le lit de la tumeur, nous pouvons amener les cellules cancéreuses à « se suicider », sans endommager les cellules saines. De plus, les cellules cancéreuses ne peuvent pas développer de résistance à notre technologie comme cela se produit souvent avec la chimiothérapie, car nous pourrons toujours utiliser une toxine naturelle différente ».
Ont également participé à l’étude les Dr. Assaf Ezra, Srinivas Ramishetti, Preeti Sharma, Gonna Somu Naidu et le Prof. Itai Benhar, responsable du laboratoire d'ingénierie des anticorps à l’Ecole de biomédecine et de recherche sur le cancer de l’Université de Tel-Aviv. L'étude a été financée par la Fondation de la famille Shmunis pour la biomédecine et la recherche sur le cancer.
Photos:
1. Le Prof. Dan Peer
2. Représentation shématique et microscopique de nanoparticules de lipides chargées d'ARNm codant pour la toxine pseudomonas.
(Crédit: Université de Tel-Aviv)
