Un cocktail breveté à base d'ARN développé à l'Institut italien de technologie (IIT-Istituto Italiano di Tecnologia) s'est révélé être un agent actif prometteur contre les tumeurs du système nerveux central, telles que le glioblastome. L'étude, publiée aujourd'hui dans la revue scientifique Thérapie moléculaire – Acides nucléiquesdémontre l'efficacité d'une combinaison de 11 ARN non codants différents, appelés microARN (miARN), pour ralentir la croissance des cellules cancéreuses et améliorer l'activité des médicaments chimiothérapeutiques. Des tests ont été effectués sur des cellules dérivées de patients et sur des modèles précliniques. D’autres étapes de validation seront nécessaires pour l’utilisation médicale du composé.
Le protocole a été développé par le laboratoire de neurobiologie des microARN de l'IIT, coordonné par le chercheur principal Davide De Pietri Tonelli. L'étude a également impliqué des chercheurs du laboratoire de nanotechnologie pour la médecine de précision de l'IIT, dirigé par Paolo Decuzzi, du laboratoire de chimie analytique de l'IIT, de l'université de Gênes et de l'IRCCS Policlinico San Martino. Le travail expérimental a été soutenu par des subventions de la Fondazione AIRC pour la recherche sur le cancer, coordonnée par De Pietri Tonelli.
Le glioblastome est l'une des tumeurs cérébrales les plus agressives, et les chercheurs de l'IIT ont identifié une nouvelle stratégie thérapeutique basée sur les miARN capables de ralentir sa progression et de la rendre plus réactive aux médicaments anticancéreux tels que le témozolomide. La même stratégie pourrait potentiellement être appliquée à d’autres types de tumeurs, car elle cible les mécanismes biologiques d’adhésion et d’invasion partagés par différents types de cellules cancéreuses.
À l’échelle internationale, de nombreux essais cliniques testent des thérapies basées sur l’ARN, qui reposent généralement sur une seule molécule d’ARN que les tumeurs peuvent éventuellement trouver des moyens d’éviter. En utilisant un cocktail de miARN, cette possibilité est réduite, car chaque miARN agit sur plusieurs fronts, donnant aux cellules tumorales beaucoup moins de possibilités de reprendre leur croissance. »
Davide De Pietri Tonelli, coordinateur du laboratoire de neurobiologie des microARN de l'IIT
L'équipe de recherche s'est concentrée sur les miARN, un type d'ARN non codant impliqué dans la régulation des gènes et dans les mécanismes biologiques clés qui régissent le comportement cellulaire, stimulant ou inhibant leur croissance. En particulier, les chercheurs ont étudié les miARN impliqués dans la différenciation des cellules souches en neurones, un processus connu sous le nom de neurogenèse, qui génère et maintient des cellules saines dans le système nerveux central, et grâce à ces travaux, ils ont identifié 11 molécules distinctes de miARN.
Lorsqu’une tumeur est présente, les mécanismes moléculaires contrôlés par ces miARN sont altérés. Les cellules cancéreuses prolifèrent selon deux stratégies principales : en abaissant les niveaux de contrôles, tels que les miARN qui inhiberaient leur croissance, et en recherchant les nutriments et l'énergie des vaisseaux sanguins pour soutenir leur division et leur expansion.
L’équipe a démontré que l’introduction de cette combinaison de 11 miARN dans la tumeur ralentit la croissance et le caractère invasif des cellules de glioblastome. Des tests ont été réalisés sur des cellules tumorales extraites de patients et sur des modèles précliniques.
« Grâce à nos études génétiques et informatiques, nous avons découvert que ces miARN travaillent ensemble pour ralentir la croissance tumorale, en bloquant les interactions spécifiques entre les cellules cancéreuses et l'environnement qui les entoure », explique Silvia Rancati, première auteure de l'étude, doctorante dans le groupe de Tonelli à l'époque et maintenant chercheuse postdoctorale au laboratoire des polymères et biomatériaux de l'IIT à Gênes.
La combinaison de miARN a été administrée à l'aide de nanoparticules, comme celles utilisées dans les vaccins à ARN, bien que les méthodes d'administration puissent varier en fonction du type de traitement anticancéreux requis. La formulation brevetée a prouvé son efficacité en laboratoire et devra désormais subir un processus de validation avant d'atteindre une application clinique.
« Cette recherche met en valeur l'importance de la science motivée par la curiosité et la force de la collaboration multidisciplinaire ; nous avons réuni la neurobiologie, la nanotechnologie, la chimie analytique et la biologie computationnelle – présentes à l'IIT, aux côtés de l'expertise clinique disponible dans tout l'écosystème ligure », conclut De Pietri Tonelli.
