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Potentiel de l’édition de base mitochondriale dans le traitement des maladies héréditaires

La technologie de l’édition de base, notamment via des approches basées sur CRISPR, permet d’apporter de petites modifications aux séquences d’ADN. Cependant, elle ne fonctionne actuellement que dans le génome nucléaire. Récemment, des chercheurs ont démontré qu’il était possible d’effectuer une édition de base efficace sur les centaines de génomes mitochondriaux présents dans une cellule, ce qui pourrait bénéficier aux patients souffrant de mutations mitochondriales héréditaires. Les mutations dans le génome mitochondrial peuvent être responsables de maladies héréditaires, de cancers et de conditions liées au vieillissement. Bien que des progrès technologiques récents permettent de créer et de corriger des mutations dans le génome mitochondrial, il reste encore des questions sur la manière dont les patients atteints de maladies mitochondriales primaires pourraient en bénéficier. Les chercheurs ont mis en évidence le potentiel d’un éditeur de base dérivé de la toxine A de l’ADN double brin (DdCBE) pour développer des modèles de maladies et des stratégies thérapeutiques pour les maladies mitochondriales dans des cellules humaines primaires. Par exemple, l’introduction d’une mutation spécifique dans des organoïdes hépatiques a conduit à des lignées d’organoïdes montrant des niveaux variés d’hétéoplasmie et une réduction correspondante de la production d’ATP, fournissant ainsi un modèle unique pour étudier les conséquences fonctionnelles de différents niveaux d’hétéoplasmie. La correction d’une mutation dans des fibroblastes dérivés de patients a restauré le potentiel de membrane mitochondrial. L’édition de base par DdCBE a permis d’obtenir des modifications durables avec une grande spécificité et une pureté de produit élevée. En vue d’une application clinique, il a été constaté que l’édition de base mitochondriale médiée par l’ARNm offrait une efficacité et une viabilité cellulaire supérieures par rapport à l’édition médiée par l’ADN. De plus, la livraison efficace des éditeurs de base mitochondriaux par des nanoparticules lipidiques a été démontrée, représentant actuellement le système de livraison non viral le plus avancé pour les produits géniques in vivo. Cette étude démontre ainsi le potentiel de l’édition de base mitochondriale, non seulement pour générer des modèles in vitro uniques pour l’étude de ces maladies, mais aussi pour corriger fonctionnellement des mutations mitochondriales dans des cellules dérivées de patients à des fins thérapeutiques futures. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/07/an-approach-to-base-editing-for-mitochondrial-dna/

Une nouvelle méthode pour la livraison d’un traitement durable dans le cartilage

Dans un article publié dans le Journal of Nanobiotechnology, des chercheurs ont présenté une nouvelle méthode pour administrer un traitement durable dans le cartilage. L’accent est mis sur le rôle de la protéine FGF18, qui est liée à la santé du cartilage et des articulations. Les problèmes génétiques affectant FGF18 sont associés à l’arthrose. Cette protéine est particulièrement importante dans les thérapies contre l’arthrite, notamment les hydrogels qui favorisent la croissance du cartilage. FGF18 influence positivement la voie FOXO3, essentielle pour l’autophagie, un processus cellulaire qui élimine les composants indésirables. Cependant, l’utilisation de protéines recombinantes comme traitement du cartilage pose des défis, car elles ne persistent pas longtemps dans les tissus. Les thérapies basées sur l’ARNm sont également sujettes à une dégradation rapide dans le corps humain. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs ont opté pour des nanoparticules lipidiques (LNPs) qui encapsulent l’ARNm, permettant une livraison ciblée dans les cellules.

Les chercheurs ont d’abord confirmé le lien entre FGF18 et l’arthrose en examinant une base de données d’expression génique. Ils ont constaté que les personnes âgées avaient un quart du niveau de FGF18 par rapport aux jeunes, et que les échantillons de tissus de patients ayant subi une arthroplastie du genou montraient une réduction de FGF18 d’environ 50%. Des études sur des souris ont également révélé des niveaux de cellules positives pour FGF18 réduits chez les souris âgées et celles ayant une arthrite induite.

L’exposition des chondrocytes à un environnement inflammatoire a également réduit l’expression de FGF18. La livraison d’ARNm à l’aide de LNPs s’est avérée efficace, sans toxicité pour les chondrocytes, même à des concentrations élevées. Les nanoparticules ont réussi à pénétrer profondément dans le cartilage des souris, jeunes et âgées, et sont restées dans l’articulation du genou pendant environ six jours, avec des effets durables. Les résultats montrent que le traitement par LNP-ARNm a conduit à une expression significative de la protéine FGF18 dans les cellules.

Dans les cultures cellulaires, le traitement a réduit la sénescence cellulaire et doublé la prolifération. L’autophagie a également été régulée à la hausse, avec une restauration des niveaux de FOXO3. Les chercheurs ont ensuite testé le traitement sur des souris dans divers groupes de contrôle, et ont constaté que le groupe traité avec LNP-ARNm avait des améliorations significatives en termes de douleur et de biomarqueurs physiques par rapport au groupe non traité. Bien que les souris traitées par FGF18 aient également montré des améliorations, les résultats du traitement par LNP-ARNm étaient souvent supérieurs.

La cartilagine des souris traitées avec LNPs était significativement plus épaisse, presque restaurée à des niveaux normaux. Cette approche semble prometteuse pour des essais cliniques futurs, même si cette étude n’a pas été réalisée sur des humains. Les chercheurs soulignent que des études supplémentaires sont nécessaires pour affiner cette méthode avant son utilisation clinique. Source : https://www.lifespan.io/news/new-nanoparticles-for-treating-arthritis/?utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=new-nanoparticles-for-treating-arthritis

Nouvelle approche d’utilisation de l’ARNm pour prévenir la sénescence des cellules souches mésenchymateuses

Une équipe de chercheurs a proposé une nouvelle approche utilisant l’ARNm pour prévenir la sénescence et renforcer les cellules souches mésenchymateuses (CSM) contre le vieillissement avant leur transplantation chez les patients. Ce travail met en lumière les problèmes de translationalité associés aux CSM, notamment leur tendance à devenir sénescents durant le processus de réplication, principalement en raison du stress oxydatif. Les chercheurs soutiennent que ce stress oxydatif est le principal moteur de ce vieillissement rapide, déclenchant des voies de sénescence et entraînant une dysfonction mitochondriale. Bien que des traitements appelés sénolytiques aient montré une certaine efficacité pour réduire la sénescence prématurée des CSM avant leur implantation, ils ne protègent pas ces cellules contre l’environnement microenvironnemental du patient après transplantation. En se concentrant sur la protection des cellules avant la réplication, l’équipe a découvert que la transplantation de mitochondries saines dans des fibroblastes pouvait prévenir la fibrose. Dans cette recherche, ils ont encouragé la croissance mitochondriale en transfectant les CSM avec de l’ARNm pour le facteur de respiration nucléaire 1 (NRF1). Les résultats ont montré que cette approche augmentait la masse mitochondriale des CSM par rapport à un groupe témoin, avec environ 50 % de mitochondries supplémentaires après 24 heures d’exposition à cet ARNm. De plus, la transfection d’ARNm a entraîné une augmentation significative de la production de NRF1, qui a réduit les marqueurs de stress oxydatif et a amélioré l’utilisation de l’énergie cellulaire. Bien que l’ARNm commence à se dégrader après 48 heures et que l’augmentation des mitochondries diminue après 72 heures, cette période initiale est jugée critique pour la réplication et l’implantation. Les chercheurs soulignent également un lien étroit entre la sénescence cellulaire et la dysfonction mitochondriale, suggérant que le bénéfice direct des mitochondries pourrait être utile pour d’autres types de cellules dans le corps. Des études supplémentaires sur des modèles animaux sont nécessaires avant de considérer cette approche pour une utilisation clinique.