Une équipe de l'UNIGE a conçu un système moléculaire qui distingue et neutralise les cellules cancéreuses avec une précision sans précédent, ouvrant ainsi la voie à des médicaments autonomes et autorégulés.
Comment cibler les cellules cancéreuses sans endommager les tissus sains ? C’est l’un des défis majeurs auxquels est confrontée aujourd’hui la cancérologie. À l'aide de brins d'ADN synthétique, une équipe de l'Université de Genève (UNIGE) a créé un système « intelligent » capable de reconnaître les cellules cancéreuses avec une précision exceptionnelle et de libérer des médicaments puissants uniquement là où ils sont nécessaires. Au-delà du traitement du cancer, ces recherches ouvrent la voie à des médicaments « intelligents » et à une administration programmable des médicaments. L'article complet est à découvrir dans le dernier numéro de Biotechnologie naturelle.
La capacité de cibler directement les cellules tumorales avec des médicaments transforme le traitement du cancer, en aidant à préserver les tissus sains et en réduisant les effets secondaires graves associés à la chimiothérapie. Parmi les approches les plus prometteuses des dernières décennies figurent les conjugués anticorps-médicament (ADC), qui utilisent des anticorps monoclonaux pour administrer des agents thérapeutiques précisément aux cellules cancéreuses. Malgré leur succès remarquable, les ADC sont toujours confrontés à des limites importantes, notamment une faible pénétration dans les tissus tumoraux et une capacité limitée à transporter des charges utiles de médicaments.
Pour résoudre ce problème, des chercheurs de l'UNIGE ont développé une nouvelle technologie basée sur les brins d'ADN. Parce que ces composants d’ADN sont relativement petits, ils peuvent se déplacer à travers les tumeurs plus facilement que les thérapies traditionnelles à base d’anticorps, qui peuvent être plus volumineuses et limitées quant au nombre de molécules médicamenteuses qu’elles transportent.
Plus ciblé et efficace
Dans ce nouveau système, les brins d’ADN indépendants portent des composants distincts, notamment deux liants ciblant le cancer différents et un médicament cytotoxique. Lorsque deux marqueurs spécifiques du cancer se lient à leurs liants respectifs liés à l’ADN, les composants s’auto-assemblent précisément au site de la tumeur. Cet assemblage permet l'administration de concentrations de médicament plus élevées, amplifiées par plusieurs fragments d'ADN qui s'assemblent là où cela est nécessaire. Semblable à l’authentification à deux facteurs sur un site bancaire, ce processus ne se produit que lorsque les deux marqueurs du cancer sont présents. Si l’un ou l’autre des marqueurs est manquant, la réaction en chaîne d’hybridation ne peut pas démarrer et le médicament reste inactif.
Dans des études en laboratoire, la technologie a réussi à identifier les cellules cancéreuses avec des combinaisons spécifiques de protéines de surface et à administrer sélectivement des médicaments puissants, tandis que les cellules saines voisines sont restées indemnes. Les chercheurs ont également démontré que plusieurs traitements peuvent être combinés au sein d’un même traitement, une stratégie qui peut aider à prévenir ou à surmonter la résistance aux médicaments.
Cela pourrait marquer une avancée importante dans l’évolution de la médecine, avec l’introduction d’un système pharmaceutique autonome. Jusqu’à présent, les ordinateurs et l’IA nous ont aidés à concevoir de nouveaux médicaments. Ce qui est nouveau ici, c'est que le médicament lui-même peut, de manière simple, « calculer » et répondre intelligemment aux signaux biologiques. »
Nicolas Winssinger, professeur ordinaire au Département de chimie organique de l'École de chimie et biochimie, Faculté des sciences, UNIGE, et dernier auteur de l'étude
Comme « ordinateurs »
Tout comme les ordinateurs sont construits sur des opérations logiques simples, « et », « ou », « non », cette technologie applique le même principe au niveau moléculaire. Dans cette première démonstration, une porte logique « et » assure l’activation uniquement lorsque deux biomarqueurs du cancer sont présents, ce qui rend le médicament hautement sélectif.
À l’avenir, les futurs systèmes pourraient intégrer des opérations logiques supplémentaires, créant ainsi des médicaments se comportant comme des systèmes programmables, capables de prendre des décisions complexes à l’intérieur du corps. Cela ouvre la porte à des médicaments véritablement « intelligents » qui s’adaptent à leur environnement, adaptant le traitement à la physiologie unique de chaque patient tout en minimisant les effets secondaires. Plutôt que de remplacer la surveillance humaine, ces innovations visent à rendre les thérapies plus ciblées et plus efficaces, offrant ainsi un nouvel espoir de soins personnalisés et transformant la façon dont nous combattons la maladie.
La recherche a été soutenue par le Fonds national suisse et s’appuie sur les travaux fondamentaux du précédent programme NCCR Chemical Biology.
