Deux chercheurs du Nebraska ont lancé une start-up visant à commercialiser une méthode innovante pour administrer des produits thérapeutiques, des outils d'édition génétique, des plasmides et bien plus encore à des endroits ciblés du corps humain.
Minovacca, récemment constituée par Janos Zempleni et Jiantao Guo, commercialisera l'utilisation d'exosomes universels du lait – des nanoparticules naturelles contenues dans le lait – pour transporter des marchandises vers les cellules humaines. S'appuyant sur des techniques de chimie bioorthogonale, les chercheurs parviennent à une délivrance spécifique à une cible en modifiant chimiquement et génétiquement les exosomes. NUtech Ventures, la filiale de commercialisation à but non lucratif de l'université, a déposé un brevet pour cette technologie.
La flexibilité de la technologie signifie qu'elle pourrait être utilisée pour traiter des maladies courantes et rares – une aubaine potentielle pour les communautés de maladies rares, qui luttent pour obtenir un financement pour la recherche en raison de la base de patients relativement petite.
Notre technologie étant si polyvalente, nous ne sommes pas limités à une maladie rare en particulier. Nous pouvons en fait utiliser cette même technologie pour nous adapter à un grand nombre de maladies rares. Les groupes de maladies rares sont si reconnaissants qu’il y ait peut-être une lumière au bout du tunnel. »
Janos Zempleni, professeur Willa Cather de sciences de la nutrition et de la santé
Le lancement de la société est l'aboutissement d'années de recherche à l'Université du Nebraska-Lincoln, prouvant d'abord la viabilité et la sécurité des exosomes du lait en tant que mécanisme de transport, puis intégrant les techniques de génie génétique et de chimie bioorthogonale permettant une administration ciblée. Zempleni attribue le financement de l'Institut national de l'alimentation et de l'agriculture du ministère américain de l'Agriculture (programme A1511 Nanotechnology for Agricultural and Food Systems), du Targeted Genome Editor Delivery Challenge des National Institutes of Health et du Syngap Research Fund pour avoir propulsé la recherche à ce point.
Minovacca travaille à obtenir une licence pour la technologie via NUtech Ventures, et Zempleni a embauché un PDG possédant une expertise dans l'industrie pharmaceutique. Minovacca a acquis des bureaux au Nebraska Innovation Campus et prévoit d'agrandir ses installations après avoir identifié les investisseurs.
L'entreprise ouvrira la porte à des opportunités d'emploi pour les étudiants de Husker dans le domaine pharmaceutique. Minovacca prévoit d'embaucher des étudiants du Nebraska dont le travail conduira l'entreprise vers une étape majeure : soumettre une demande de nouveau médicament expérimental à la Food and Drug Administration des États-Unis, qui est une demande formelle d'administrer un médicament expérimental ou un bioproduit à des humains.
Les exosomes de lait programmables de Minovacca représentent une avancée majeure par rapport aux approches existantes car ils permettent une administration ciblée de produits thérapeutiques avec un niveau de puissance et de spécificité sans précédent. Zempleni a d'abord démontré la sécurité et l'évolutivité des exosomes de lait et développé des protocoles génétiques pour fabriquer des exosomes de lait programmables. Il a ensuite fait appel à Guo, professeur de chimie, pour concevoir une stratégie permettant de diriger les exosomes vers des cellules particulières en fonction de la maladie en question.
Leur approche consiste à attacher trois peptides – de courtes chaînes d’acides aminés – à la membrane de chaque exosome. L’un est un peptide de référence, qui demande à l’exosome de se lier à un site spécifique du corps. Un autre est un peptide « ne me mange pas », qui envoie des signaux biochimiques permettant à l’exosome de contrecarrer la destruction des macrophages. Le dernier est un peptide de rétrofusion, qui renforce la capacité de survie de l'exosome une fois qu'il pénètre dans les cellules cibles.
Zempleni et Guo ont développé une nouvelle approche pour ancrer les peptides à la membrane de l'exosome. L’approche traditionnelle consiste à utiliser des ancres lipidiques, mais celles-ci se détachent lorsqu’elles sont attirées par d’autres composés lipophiles de l’organisme. Pour éviter cela, l’équipe a créé des sites d’accueil dans une protéine membranaire appelée CD81, fermement ancrée à l’exosome.
Guo a utilisé des approches chimiques bioorthogonales pour créer des liens stables et covalents entre les sites d'accueil et les peptides. Le schéma de fixation assure la stabilité et l’uniformité de la structure des exosomes, renforçant ainsi la viabilité commerciale des produits thérapeutiques à base d’exosomes de lait.
« Garantir cette structure homogène permettra à la FDA de voir que les exosomes peuvent être produits de manière cohérente d'un lot à l'autre », a déclaré Guo.
La stratégie surmonte l’un des défauts majeurs des approches actuelles d’administration de médicaments. Souvent, le traitement atteint les cellules au-delà des emplacements ciblés, provoquant des effets indésirables. Par exemple, les patients recevant une chimiothérapie souffrent souvent de perte de cheveux, de troubles gastro-intestinaux et d’une fonction immunitaire compromise.
« Les traitements de chimiothérapie ne tuent pas seulement les cellules cancéreuses ; ils tuent également toutes les cellules qui prolifèrent rapidement », a déclaré Zempleni. « Et c'est quelque chose que nous voulons minimiser avec notre technologie. »
Zempleni a déclaré que la création de Minovacca a été une courbe d'apprentissage abrupte et une opportunité d'élargir sa réflexion au-delà de la recherche quotidienne. Pour nommer l’entreprise, il s’est appuyé sur ses connaissances de la mythologie grecque et romaine, qui met en scène le Minotaure, un hybride homme-taureau. Le nom vise à refléter l'utilisation du lait par l'entreprise pour aider les humains – mais comme les taureaux ne produisent pas de lait, Zempleni a changé « taur » en « vacca », le mot latin pour vache.
Quel que soit le rôle qu'il occupe un jour donné – créatif, universitaire ou désormais entrepreneur – l'objectif de Zempleni est toujours le même.
« Cela peut paraître ringard, mais si j'avais le choix entre gagner 10 millions de dollars dans l'entreprise ou sauver 10 millions de vies, je choisirais de sauver des vies », a-t-il déclaré. « Je ne fais pas ça pour l'argent. Il s'agit d'aider les gens. »
