►Thérapie basée sur l'ARNm--avenir et défis
Il ne fait aucun doute que les progrès continus de la technologie de l’ARNm permettront à l’avenir d’être largement utilisée dans davantage de domaines, notamment l’immunothérapie du cancer et les vaccins contre les maladies infectieuses. Par exemple, l'induction de cellules souches pluripotentes basée sur l'ARNm-, la conception assistée par ARNm nucléase-et les technologies d'administration de protéines ont commencé à être utilisées dans le développement de médicaments. Au cours des prochaines années, les thérapies émergentes dérivées de la technologie de l'ARNm connaîtront un développement rapide, telles que (1) la thérapie de tolérance aux allergies, qui utilise de l'ADN plasmidique et de l'ARNm édités pour réguler les réactions allergiques provoquées par les cellules T auxiliaires et Treg ; (2) l'immunothérapie du cancer : renforcer ou modifier le système immunitaire autonome, lui permettre de mieux découvrir et attaquer les cellules cancéreuses, ou utiliser des microARN et des ARNm pour réguler les gènes liés au système immunitaire-, activant ainsi les réponses immunitaires pour combattre les cellules cancéreuses ; (3) la thérapie par ingénierie génomique ou la thérapie génique, y compris la transplantation de gènes normaux ou la modification de séquences génomiques d'acide nucléique de manière efficace et précise pour remplacer les gènes manquants ou défectueux, corrigeant ainsi les maladies génétiques ou favorisant des mécanismes ou voies bénéfiques inactifs, leur donnant le potentiel de traiter des maladies génétiques ; (4) thérapie de remplacement des protéines : les médicaments à base d'ARNm sont considérés comme une alternative efficace à la thérapie génique, en particulier les substituts protéiques, car ils évitent le risque d'intégration du génome et fournissent une expression transitoire puissante.
Il convient de mentionner que le système d'édition génomique récemment apparu -CRISPR/Cas est appliqué. L’édition génétique CRISPR/Cas est largement utilisée dans la recherche sur le développement et l’évolution des systèmes. Cependant, ces dernières années, les scientifiques ont utilisé les protéines Cas des procaryotes pour traiter des maladies infectieuses sur la base des caractéristiques immunitaires héréditaires et adaptatives de CRISPR dans son expression procaryote originale. Ces protéines sont nocives, mais lorsqu’elles pénètrent dans le corps humain, elles vont provoquer une réponse immunitaire et produire des anticorps spécifiques [4]. En outre, la technologie CRISPR/Cas est également intégrée à la recherche en biologie moléculaire des cellules tumorales, utilisée pour modifier rapidement et précisément le génome, construire des mutations génétiques pour étudier les gènes liés à la tumeur-ou éliminer des gènes pour la recherche sur le traitement des tumeurs.
De plus, la thérapie combinée basée sur l'ARNm-est progressivement devenue une méthode de traitement des tumeurs malignes. Comme mentionné précédemment, les vaccins traditionnels ne semblent pas idéaux pour prévenir les mutations rapides et répétées des infections virales. Utiliser des vaccins à ARNm pour développer des vaccins préventifs ou thérapeutiques est le moyen le plus efficace de contenir la nouvelle épidémie de COVID-19. Les vaccins développés à l’aide de la technologie de l’ARNm reflètent leurs avantages en matière de production ainsi que leur sécurité et leurs effets préventifs ou thérapeutiques dans les essais cliniques. Au cours des dix prochaines années, les vaccins à ARN auto-amplificateur ou réplicon et les vaccins à ARNm non réplicatifs seront plus largement utilisés.
Outre l’exploration active des vaccins à ARNm contre les maladies infectieuses, l’utilisation de l’ARNm dans de nouvelles thérapies contre les tumeurs connaîtra également un développement important au cours des dix prochaines années. Il convient de souligner que le développement de la thérapie par transcription in vitro de l’ARNm en est encore à ses débuts. Comment obtenir une grande quantité d’ARNm synthétique pouvant être utilisée pour un traitement clinique reste un défi. Les problèmes liés aux réactions extracellulaires doivent également être résolus. Les méthodes de prestation efficaces doivent être améliorées en permanence. Le vaccin est protégé contre diverses perturbations enzymatiques ou évite la dégradation du médicament lors du franchissement de la barrière cellulaire.
Pour surmonter ces défis, il s'agit notamment d'utiliser la technologie de l'ARNm in vitro pour-rééditer et transplanter des cellules T autologues ou des cellules dendritiques de patients, tout en améliorant continuellement les méthodes d'administration de vaccins à ARNm. À l’heure actuelle, les industries biopharmaceutiques et technologiques investissent des ressources pour tenter de résoudre les problèmes suivants :
Problèmes liés à la stabilité-
Comme mentionné précédemment, les molécules d'ARNm ont en moyenne 1 000-6 000 paires de bases et un poids moléculaire élevé (4-5 × 105 Dalton), car l'ARNm est synthétisé à l'aide d'enzymes. Comparés aux ARNs plus petits, les ARNm sont relativement gros, ce qui les rend intrinsèquement instables et difficiles à fabriquer. Les méthodes utilisées pour modifier les oligonucléotides tels que la chimie de l'acide nucléique verrouillé (LNA) et de l'acide nucléique déverrouillé (UNA) sont limitées aux produits à base d'ARNm. Par conséquent, il existe un besoin urgent d’une technologie capable d’injecter ces molécules médicamenteuses dans le corps humain tout en maintenant la stabilité des molécules médicamenteuses et en favorisant leur absorption cellulaire.
Des méthodes de livraison efficaces
Bien qu'il existe actuellement plusieurs méthodes de livraison disponibles
1. Administration basée sur les lipides : utilisation de lipides ou de leurs dérivés/composés similaires pour former des particules (LNP), qui peuvent être utilisées pour l'administration in vivo d'ARNm thérapeutiques et de vaccins. Les LNP sont des particules nanométriques composées de matériaux lipidiques synthétiques ou physiologiques. L’avantage est que l’ARN encapsulé dans le LNP est moins susceptible d’être dégradé par voie enzymatique et que l’efficacité de l’encapsulation est relativement élevée et facile à produire. De plus, les cellules délivrent efficacement des molécules d’ARNm dans le sol cytoplasmique en phagocytant le LNP ;
2. Administration basée sur les peptides : divers peptides, en particulier ceux contenant des acides aminés cationiques (tels que la lysine et l'arginine), peuvent agir comme transporteurs et former de meilleurs complexes entre les transporteurs et l'ARNm grâce à des interactions électrostatiques. La formation de complexes réduit la possibilité de dégradation enzymatique ;
3. Livraison basée sur des polymères : des matériaux polymères (tels que des polyamines, des dendrimères et des copolymères) peuvent être utilisés pour délivrer efficacement des candidats ARNm. Ce support présente également les avantages de prévenir la dégradation des enzymes et de favoriser la délivrance intracellulaire. Le problème est qu’ils ne sont généralement pas très stables. Par conséquent, la structure des matériaux polymères doit être modifiée pour améliorer la stabilité et la sécurité des médicaments candidats. Par exemple, l’ajout de chaînes lipidiques, de groupes hyperramifiés et de sous-unités biodégradables, ce qui augmentera le flux du processus ;
4. Particules de réplicon de type virus (VRP) : encapsulent de petites particules d'ARN activateur (ARNa) et de réplicon de virus, et transmettent le codage au cytoplasme. Une fois à l'intérieur de la cellule, le saRNA se répliquera automatiquement et exprimera l'antigène spécifié. L’avantage de la livraison VRP est une efficacité élevée. Cependant, elle est confrontée à deux défis majeurs. Premièrement, un processus de fabrication spécial est requis pour-la production à grande échelle de VRP. Deuxièmement, le corps humain peut produire des anticorps contre le vecteur viral ;
5. Nanoémulsion cationique : Les lipides cationiques composés de nanoémulsions sont également utilisés pour l'administration d'ARN. Ces composés utilisent leurs propriétés hydrophobes et hydrophiles pour stabiliser les caractéristiques lipidiques des médicaments ou des vaccins, car les interactions chimiques à la surface des molécules peuvent protéger l'ARNm de la dégradation enzymatique, permettant ainsi une délivrance stable des molécules. Et les nanoémulsions peuvent être générées par des techniques simples, telles qu’une agitation vigoureuse, des ultrasons ou la microfluidique ;
6. À l'avenir, la structure interne complexe de la prochaine génération de LNP devra être renforcée et sa stabilité physique devra être encore améliorée, comme par exemple les nanoparticules lipidiques solides, les supports lipidiques nanostructurés et les complexes d'acides nucléiques lipidiques cationiques. Par des moyens chimiques, la capacité à contrôler l'emplacement et le moment d'administration et de libération du médicament dans l'organisme peut être encore améliorée, offrant ainsi un traitement plus efficace et/ou plus sûr pour diverses maladies.
Problèmes de sécurité
La question des vaccins à ARNm pouvant induire des réponses à l’interféron ne semble pas claire. Quelle pourrait être la cause profonde des effets secondaires liés à l’inflammation et à l’auto-immunité ? Un autre problème de sécurité potentiel peut provenir de réactions extracellulaires.
À l'heure actuelle, les administrations pharmaceutiques européennes et américaines n'ont pas publié de réglementation spécifique sur les médicaments à ARNm.
Elle peut être basée sur une thérapie par ARNm appartenant à une large catégorie d'immunogènes génétiques ou de vaccins, de sorte que la recherche et le développement de médicaments à base d'ARNm sont classés comme médicaments de thérapie innovante (ATMP) ou médicaments de thérapie génique (GTMP) par l'Agence européenne des médicaments (EMA). Cependant, à mesure que les produits à ARNm continuent d'émerger dans le domaine médical, il est très nécessaire d'établir des réglementations plus spécifiques pour faciliter leur recherche et développement, au moins en ce qui concerne la sécurité et l'efficacité des essais cliniques liés à ce type de médicaments, la recherche et le développement nécessitent des réglementations claires. Ou, selon la fonction unique de l'ARNm, modifier les spécifications formulées par les vaccins à ADN et les vecteurs de thérapie génique pour la recherche et le développement de nouveaux médicaments ou vaccins basés sur l'ARNm ?
On peut affirmer que la thérapie par ARN a fait des progrès significatifs dans différents domaines et que de nombreuses thérapies se trouvent à différents stades de (pré)développement clinique. Avec les progrès de la biologie moléculaire et les grandes quantités de ressources humaines et matérielles investies, la thérapie par ARNm est devenue une réalité. Avec davantage d’investissements dans ce domaine, la thérapie par ARNm atteindra de nouveaux sommets et deviendra un nouveau traitement très attendu contre le cancer, les infections et les maladies génétiques.
