Une étude récente révèle un nouvel outil biomédical capable de livrer du matériel génétique pour modifier des gènes défectueux dans les cellules cérébrales fœtales en développement. Réalisée sur des souris, cette technologie pourrait freiner la progression de troubles neurodéveloppementaux génétiques, tels que le syndrome d'Angelman et le syndrome de Rett, avant la naissance.
Le professeur Aijun Wang de l'UC Davis, auteur principal, souligne le potentiel de cet outil pour corriger les anomalies génétiques durant des phases critiques du développement cérébral. L'étude collaborative, impliquant le Wang Lab et le Murthy Lab à UC Berkeley, a été publiée dans ACS Nano.
Le système de livraison innovant utilise des nanoparticules lipidiques (LNP) pour transporter de l'ARN messager (ARNm) dans les cellules, qui est ensuite traduit en protéines fonctionnelles. Cette approche, qui a attiré l'attention grâce à son application dans les vaccins contre la COVID-19, vise à relever les défis de la livraison directe de protéines aux cellules.
Dans une publication récente dans Nature Nanotechnology, les chercheurs ont décrit une nouvelle formulation de LNP conçue pour une livraison d'ARNm sûre et efficace. Ces nanoparticules sont conçues pour se dégrader à l'intérieur des cellules, améliorant ainsi la libération d'ARNm où il peut être utilisé pour la synthèse de protéines.
Wang souligne que l'efficacité de cette méthode de livraison est cruciale, car un faible taux d'absorption peut nécessiter des doses plus élevées, ce qui peut entraîner une toxicité. L'étude a démontré que la méthode LNP améliore considérablement l'efficacité de la traduction de l'ARNm, réduisant le risque de réponses immunitaires indésirables.
Les chercheurs ont appliqué cette technologie LNP pour livrer de l'ARNm Cas9, une enzyme essentielle pour l'édition de gènes, afin de traiter des maladies génétiques affectant le système nerveux central in utero. En injectant des LNP dans le cerveau fœtal, ils ont réussi à modifier le gène associé au syndrome d'Angelman.
Les résultats indiquent que l'outil LNP a efficacement transfecté 30 % des cellules souches cérébrales dans le modèle murin, avec le potentiel pour ces cellules modifiées de proliférer et de migrer, offrant de l'espoir pour corriger les troubles neurodéveloppementaux avant la naissance.
L'équipe de Wang collabore avec l'Institut MIND de l'UC Davis pour explorer davantage l'application de la technologie LNP dans divers troubles neurologiques, visant des essais futurs chez des modèles animaux plus grands et, finalement, chez l'homme.
La recherche a reçu des financements de plusieurs institutions, y compris Shriners Children's et les National Institutes of Health.