Systèmes de libération ciblée de médicaments : mise en garde aux chercheurs
De nombreuses études indiquant que les nanostructures d’ADN peuvent pénétrer les membranes cellulaires plus rapidement que les simples brins d’ADN seraient erronées, selon un article publié par des chercheurs de l’Université McGill dans la revue ACS Central Science, de l’American Chemical Society.
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Les scientifiques démontrent en effet que bon nombre des nanostructures des cages d’ADN ne sont pas récupérées de manière significative par les cellules. À la suite d’une série d’expériences, les chercheurs ont découvert que ces nanostructures d’ADN sont plutôt décomposées par des enzymes à l’extérieur de la cellule; avant que du colorant fluorescent employé à des fins de marquage ou de petits fragments contenant du colorant se séparent de la nanostructure pour être récupérés par la cellule. Le signal fluorescent ensuite émis de l’intérieur de la cellule peut très bien être interprété à tort comme si la nanostructure entière avait pénétré la cellule. L’équipe de scientifiques a aussi révélé qu’un test de fluorescence fréquemment employé (le « FRET »), qui repose sur le transfert d’énergie entre deux colorants sur une structure, peut également donner de faux résultats.
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Il s’agit d’une découverte importante, car les brins d’ADN sont vus comme un outil prometteur pour freiner la production de protéines associées à la maladie, bien que le mécanisme de pénétration dans la cellule pose toujours une difficulté technique. « Notre article est donc une mise en garde aux scientifiques qui œuvrent dans le domaine de la transmission d’ADN/ARN au moyen d’agents thérapeutiques sélectifs », explique l’auteure en chef, Hanadi Sleiman, professeure de chimie à l’Université McGill et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en nanoscience de l’ADN.
« Ce problème pourrait toutefois devenir un avantage », signale Aurélie Lacroix, auteure principale de l’étude et étudiante de 3e cycle au laboratoire de la Pre Sleiman. « Nous pourrions attacher des molécules aux nanostructures d’ADN, qui les feraient pénétrer dans les cellules lésées – comme les cellules cancéreuses – mais non dans les cellules saines. Il serait ainsi possible de cibler la libération de médicaments dans les cellules lésées. » La Pre Sleiman soutient également que certaines nanostructures d’ADN ont donné des résultats très prometteurs dans le cadre d’études menées sur des animaux.
L’équipe de McGill propose des recommandations et des lignes directrices aux scientifiques qui mènent des études sur l’absorption cellulaire à l’aide de colorants fluorescents, afin d’assurer la fiabilité et la reproductibilité des études.
Cette étude a été financée en partie par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, les Instituts de recherche en santé du Canada, la Fondation canadienne pour l’innovation, le Programme des chaires de recherche du Canada et le Fonds de recherche du Québec – nature et technologies.
L’étude intitulée Uptake and Fate of Fluorescently Labeled DNA Nanostructures in Cellular Environments: A Cautionary Tale, par Aurélie Lacroix et coll., a été publiée le 26 avril 2019 dans la revue ACS Central Science.
