Les exosomes, des vésicules naturellement dérivées responsables de la communication intercellulaire, émergent comme des systèmes d'administration de médicaments de nouvelle génération capables de transporter la thérapeutique vers des cellules spécifiques. Cependant, leurs membranes riches en cholestérol étroitement emballées rendent extrêmement difficile de encapsuler de grandes molécules telles que l'ARNm ou les protéines. Les approches conventionnelles se sont appuyées sur des techniques telles que l'électroporation ou le traitement chimique, qui endommagent souvent à la fois les médicaments et les exosomes, réduisent l'efficacité de l'administration et nécessitent des pas de purification complexes – qui posent des obstacles importants à la commercialisation.
Une équipe de recherche conjointe dirigée par le Dr Hojun Kim au Center for Advanced Biomolécular Recognition et le Dr Hong Nam Kim au Center for Brain Convergence Research du Corée Institute of Science and Technology (KIST, président Sang-Rok OH) a développé une nouvelle technique de chargement de médicaments qui permet de se moquer. Cette percée permet l'encapsulation de médicaments stable en moins de 10 minutes, éliminant le besoin d'équipements spécialisés ou de traitement complexe.
L'équipe a utilisé une nanoparticule à base de lipides connue sous le nom de «cubosome», qui imite la structure de fusion des membranes cellulaires et fusionne naturellement avec des exosomes. En mélangeant des cubosomes transportant de l'ARNm avec des exosomes à température ambiante pendant seulement 10 minutes, les chercheurs ont obtenu une fusion efficace et ont confirmé que l'ARNm avait été chargé avec succès dans les exosomes. L'analyse a montré que plus de 98% de l'ARNm a été encapsulé, tandis que l'intégrité structurelle et la fonction biologique des exosomes ont été préservées.
De plus, les exosomes d'ingénierie ont démontré la capacité de traverser la barrière hémato-encéphalique, l'un des obstacles les plus difficiles à l'administration de médicaments. Notamment, l'équipe a observé un effet de « homing », où les exosomes reviennent au type de cellule dont ils sont originaires, permettant l'administration ciblée de médicaments aux tissus malades. Cette technologie réalise un chargement efficace de grandes biomolécules sans modifier les exosomes eux-mêmes, ouvrant la porte à des applications pratiques de thérapies à base d'exosomes en médecine de précision.
La technique est très adaptable aux environnements cliniques, car il ne nécessite aucun équipement spécialisé ni traitement complexe. Il préserve la fonction d'exosome tout en permettant la livraison de charges utiles importantes, offrant un large potentiel pour le traitement des maladies intraitables, y compris les troubles neurologiques, le cancer et les conditions auto-immunes. L'équipe prévoit d'effectuer d'autres évaluations de la sécurité pour la traduction clinique et d'établir un système de production de masse pour les cubosomes.
Cette technologie permet aux professionnels de la santé de combiner facilement les exosomes et les molécules thérapeutiques sur le site clinique, ce qui en fait une étape significative vers la réalisation de la médecine personnalisée. «
Dr Hojun Kim de Kist
Le Dr Hong Nam Kim a ajouté: « Parce qu'il permet une prestation précise de médicaments même dans des tissus complexes tels que le cerveau, il a un grand potentiel pour traiter un large éventail de maladies. »
