De nombreuses équipes travaillent au développement d’outils de délivrance de médicaments au cerveau. Le défi à relever est de franchir la barrière hémato-encéphalique. De telles techniques sont essentielles pour traiter les cancers du cerveau et les maladies génétiques qui affectent le système nerveux central. Cette équipe du Brigham and Women’s Hospital (BWH) décrit ici dans la revue Nature Biomedical Engineering, une toute nouvelle génération de virus vecteurs possibles de thérapies géniques au cerveau.
La barrière hémato-encéphalique est en effet un obstacle « imposant » pour la thérapie génique. Formé de cellules serrées les unes contre les autres, la barrière empêche les toxines et les agents pathogènes qui peuvent être présents dans le sang de pénétrer dans le tissu cérébral, mais il empêche également le traitement des maladies qui affectent le système nerveux central (SNC).
Les scientifiques ont recours aujourd’hui à des véhicules de livraison connus sous le nom de virus adéno-associés (AAV pour adeno associated virus), capable de franchir la barrière dans certaines circonstances, mais la plupart du temps, les AAV restent inefficaces pour transporter les thérapies géniques. Les AAV sont de petits virus non pathogènes qui peuvent être modifiés pour transporter et délivrer des séquences d’ADN aux cellules ciblées. De précédentes études ont montré qu’il s’agissait de véhicules d’administration sûrs pour la thérapie génique, qui vise à modifier directement les gènes dans les cellules pour traiter la maladie.
De récents progrès ont permis la découverte d’une nouvelle génération d’AAV capables de pénétrer la barrière hémato-encéphalique de souris modèles de souris, mais la plupart des AAV identifiés à ce jour ne sont pas suffisamment efficaces pour être envisagés pour une utilisation en milieu clinique.
L’équipe de bioingénieurs et de pharmacologues du Brigham and Women’s Hospital travaille à optimiser les AAV en tant que véhicules d’administration de gènes afin d’améliorer l’efficacité des thérapies géniques ciblant les cancers du cerveau tels que le glioblastome et les maladies génétiques du SNC. L’équipe s’est notamment tournée vers des peptides courts, qui pénètrent dans les cellules et sont donc capables de traverser des membranes biologiques dont la barrière hémato-encéphalique.
La recherche : l’équipe a collecté environ 100 de ces peptides et les a insérés dans une variété d’AAV et les a testés un par un pour identifier le plus efficace et a développé ainsi une nouvelle variante d’AAV prometteuse pour traiter le SNC
L’étude teste ce nouvel AAV sur des modèles précliniques, souris et primates non humains, et apporte une première démonstration préclinique de son efficacité, comparée à celle de véhicules de livraison précédemment développés. Le chercheur principal, Fengfeng Bei, du département de neurochirurgie du BWH résume :
« Nous sommes sur le point de pouvoir administrer une thérapie génique à travers la barrière hémato-encéphalique chez l’Homme ».
« Nos résultats démontrent que les AAV sont un outil précieux de délivrance des thérapies géniques contre le glioblastome et d’autres maladies du SNC ».
Ces données suggèrent que le nouveau vecteur pourrait être utilisé pour traiter voire inverser certaines maladies génétiques caractérisées par l’activation de protéines anormales dans un nombre spécifique de cellules.
Source: Nature Biomedical Engineering 10 Oct, 2022 DOI: 10.1038/s41551-022-00938-7 Variants of the adeno-associated virus serotype 9 with enhanced penetration of the blood–brain barrier in rodents and primates
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