La stratégie des nanotechnologies est prometteuse pour le traitement des maladies auto-immunes

Les scientifiques de Scripps Research ont signalé le succès des premiers tests d’une nouvelle stratégie basée sur la nanotechnologie contre les maladies auto-immunes.

Les scientifiques, qui ont rapporté leurs résultats le 23 novembre 2022, dans la revue ACS Nano, des « nanoparticules » de type cellulaire qui ciblent uniquement les cellules immunitaires responsables d’une réaction auto-immune, laissant le reste du système immunitaire intact et en bonne santé. Les nanoparticules ont considérablement retardé, et même empêché chez certains animaux, une maladie grave dans un modèle murin d’arthrite.

« L’avantage potentiel de cette approche est qu’elle permettrait un traitement sûr et à long terme des maladies auto-immunes où le système immunitaire attaque ses propres tissus ou organes – en utilisant une méthode qui ne provoquera pas de suppression immunitaire étendue, comme le font les traitements actuels,  » déclare l’auteur principal de l’étude James Paulson, PhD, Cecil H. et Ida M. Green Chair of Chemistry in the Department of Molecular Medicine at Scripps Research.

Les maladies auto-immunes telles que la polyarthrite rhumatoïde surviennent lorsque le système immunitaire attaque par erreur les propres tissus ou organes d’une personne. Ces maladies affectent environ 10 millions de personnes aux États-Unis seulement. Des traitements sont disponibles et peuvent être efficaces pour de nombreux patients, mais ils ont tendance à supprimer le système immunitaire de manière indiscriminée, créant une susceptibilité accrue aux infections et aux cancers, entre autres effets secondaires.

Paulson et son équipe ont adopté une approche qui cible plus étroitement le système immunitaire. De nombreuses maladies auto-immunes sont déclenchées ou entraînées par des attaques immunitaires sur une seule protéine dans le corps du patient, appelée « auto-antigène ». L’idée sous-jacente à la stratégie des nanoparticules est d’éliminer ou de désactiver uniquement les cellules immunitaires qui attaquent cet auto-antigène – une approche qui pourrait être au moins aussi efficace qu’une large suppression immunitaire, sans les effets secondaires. Les maladies auto-immunes dominées par les réponses immunitaires à un seul auto-antigène comprennent certaines formes d’arthrite, la maladie des cloques cutanées connue sous le nom de pemphigus et la maladie de la thyroïde, la maladie de Basedow.

Les chercheurs, dont la première auteure Katarzyna Brzezicka, PhD, associée de recherche postdoctorale au laboratoire Paulson, l’assistante de recherche Britni Arlian et d’autres membres du laboratoire, ont conçu des nanoparticules capables de désactiver deux types de cellules immunitaires : les cellules B et les cellules T. À sa surface, chaque nanoparticule portait des copies d’un auto-antigène cible, ainsi qu’une molécule liée au sucre qui peut se lier à un récepteur spécial « off switch » sur les cellules B appelé CD22. Les lymphocytes B, qui fabriquent des anticorps et sont spécifiques à différents antigènes, s’éteindront efficacement s’ils rencontrent à la fois l’antigène particulier qu’ils ciblent et le partenaire de liaison de CD22 en même temps.

Chaque nanoparticule était également associée à un composé puissant appelé rapamycine pour stimuler la production de cellules immunitaires appelées cellules T régulatrices. Jreg les cellules, comme on les appelle également, sont responsables de la suppression d’autres cellules T nécessaires pour générer une attaque auto-immune. L’objectif global de l’étude était d’éliminer efficacement uniquement les cellules B et T qui reconnaissent l’auto-antigène, laissant le reste des populations de cellules B et T intactes.

Les chercheurs ont d’abord démontré que leur stratégie basée sur les nanoparticules pouvait tolérer le système immunitaire de la souris à une protéine de poulet, l’ovalbumine, qui déclencherait autrement une forte réponse. Ensuite, ils ont testé la stratégie dans un modèle murin d’arthrite largement utilisé, dans lequel le système immunitaire de la souris est génétiquement prédisposé à attaquer un auto-antigène appelé GPI. Les scientifiques ont montré que le traitement des souris avec des nanoparticules tolérantes au GPI à l’âge de trois semaines retardait considérablement le développement de signes d’arthrite qui apparaîtraient normalement une semaine ou deux plus tard. En fait, environ un tiers des souris sont restées sans arthrite pendant la période de suivi maximale de 300 jours. Des tests ont confirmé que le traitement réduisait considérablement la production d’anticorps anti-GPI chez les souris et augmentait en même temps leur Treg populations.

Paulson dit que son équipe prévoit de poursuivre ces résultats très prometteurs avec une optimisation supplémentaire de la stratégie des nanoparticules.

« Nous avons pu » guérir « un tiers de ces animaux lors de cette première démonstration, et je pense qu’il est possible de combiner nos nanoparticules avec d’autres traitements modulateurs immunitaires pour les rendre encore plus efficaces », déclare Paulson. « Ce sera donc notre prochaine étape – ainsi que la démonstration de notre technologie contre d’autres maladies auto-immunes causées par des réponses immunitaires indésirables à un auto-antigène. »

« Suppression de la polyarthrite rhumatoïde auto-immune avec des nanoparticules hybrides qui induisent la tolérance des cellules B et T à l’auto-antigène » a été co-écrit par Katarzyna Brzezicka, Britni Arlian, Shengyang Wang, Merissa Olmer, Martin Lotz et James Paulson, tous de Scripps Research.

Ce travail a été financé en partie par les National Institutes of Health (R01AI050143, R01AI132790).

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