Les polymères pourraient être utilisés pour créer des thérapies géniques ou des vaccins contre des maladies moins coûteux – ScienceDaily

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Les chercheurs de l’Université du Minnesota sur les villes jumelles du département de chimie ont créé un nouveau polymère pour fournir des thérapies à base d’ADN et d’ARN pour les maladies. Pour la première fois dans l’industrie, les chercheurs ont pu voir exactement comment les polymères interagissent avec les cellules humaines lors de l’administration de médicaments dans le corps. Cette découverte ouvre la porte à une utilisation plus répandue des polymères dans des applications telles que la thérapie génique et le développement de vaccins.

La recherche est publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences (PNAS).

La thérapie génique consiste à modifier les gènes à l’intérieur des cellules du corps pour traiter ou guérir des maladies. Il faut un porteur qui «emballe» l’ADN pour le délivrer dans la cellule – souvent, un virus est utilisé comme porteur. Le conditionnement des acides nucléiques est également utilisé dans les vaccins, tels que le vaccin COVID-19 à ARN messager (ARNm) récemment mis au point, qui est enfermé dans un lipide.

L’équipe de recherche est dirigée par le professeur de chimie Theresa Reineke et le professeur associé Renee Frontiera. Le laboratoire de Reineke synthétise des polymères, qui sont des molécules à longue chaîne qui composent les plastiques, à utiliser pour emballer les acides nucléiques à la place.

“C’est un peu comme commander quelque chose à Amazon, et c’est expédié dans une boîte”, a expliqué Reineke. “Les choses se brisent si elles ne sont pas livrées dans un colis. C’est essentiellement ce que nous faisons ici, mais à un niveau nanométrique. Nous prenons ces cargaisons d’ARN et d’ADN très sensibles qui sont susceptibles de se dégrader enzymatique, cela a gagné” n’atteignez pas leur cible à moins que vous n’ayez quelque chose pour les protéger. “

Les chercheurs ont conçu le copolymère en utilisant de la quinine, une substance naturelle utilisée dans l’eau tonique, et de l’acrylate de 2-hydroxyéthyle (HEA), qui rend le matériau soluble et est utilisé dans une variété de soins personnels et de matériel médical. La quinine étant fluorescente, l’équipe de recherche a pu suivre le paquet d’ADN dans tout le corps et dans les cellules à l’aide de la spectroscopie Raman, une technique d’imagerie chimique.

«Nous avons découvert un nouvel outil d’emballage avec ce produit naturel qui est important pour tous ces domaines importants et de haut vol comme la thérapie génique et les vaccins», a déclaré Reineke, également professeur distingué à l’Université McKnight. “Et, il fonctionne dans une variété de types de cellules. En plus de cela, il possède toutes ces fonctionnalités intéressantes – il est fluorescent, nous pouvons le suivre, il est actif Raman, et cela nous a permis de comprendre beaucoup de principes fondamentaux sur ces emballages impossibles à sonder avant d’incorporer ce produit naturel. »

L’administration de médicaments à base de polymères est nettement moins chère que l’utilisation de virus, en particulier pour la thérapie génique, qui peut coûter jusqu’à 2 millions de dollars pour une seule injection. Cependant, le principal obstacle à une utilisation généralisée des polymères était que les scientifiques ne savaient pas grand-chose de la manière dont le paquet de polymère interagit réellement avec les cellules du corps.

Cette recherche aide à dissiper cette incertitude. Le laboratoire de Frontiera est spécialisé dans l’imagerie chimique. En utilisant la spectroscopie Raman, ils ont découvert que les propres protéines d’une cellule jouent un rôle clé dans le déballage de la cargaison d’acide nucléique une fois que le support polymère entre dans la cellule.

“Il est très satisfaisant de savoir comment cela se passe réellement, quel est le processus de livraison et de voir cela en temps réel”, a déclaré Frontiera. “Un point clé est que ces polymères fonctionnent également très bien. Pour tous les attributs bénéfiques, ils sont également incroyablement efficaces pour amener la charge utile dans les cellules, et nous avons été en mesure de dire pourquoi, ce qui ne se produit pas toujours dans ce domaine. “

Source de l’histoire:

Matériaux fourni par Université du Minnesota. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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