DE NOTRE CORRESPONDANT
LA DÉLIVRANCE directe d’ARNsi au niveau du système nerveux central (SNC) soulève deux sortes de difficultés : l’administration d’ARNsi « nus » en perfusion continue est limitée par l’importance des doses à utiliser, tandis que l’emploi de vecteurs lipidiques ou de techniques d’électroporation expose à un risque de lésions tissulaires. Les nanotubes de carbone fonctionnalisés (f-CNT) ont un atout important : la capacité de s’intégrer facilement dans divers types de cellules. Les auteurs ont récemment expérimenté avec succès la délivrance d’ARNsi par f-CNT multiparois pour s’opposer à la croissance tumorale.
Ce sont les mêmes types de nanotubes, fonctionnalisés par l’ajout d’un groupe ammonium, que les chercheurs britanniques, italiens et français (CNRS de Strasbourg) ont testé, cette fois au niveau du SNC. La microscopie laser confocale montre que ces f-CNT pénètrent dans le cytoplasme des neurones. Par ailleurs, l’ARNsi anti-caspase-3 (siCas 3), transporté par ce vecteur, s’exprime dans des cellules N2a de neuroblastome murin. Ces expériences de validation préalable ont été suivies d’une administration directe (par stéréotaxie) de f-CNT simples (sans ARNsi) qui a permis de vérifier leur capacité d’internalisation, au bout de 48 heures, dans des cellules nerveuses in vivo.
Un prétraitement.
Pour tester l’efficacité thérapeutique de cette technique, l’équipe de Tommaso Pizzorusso a utilisé un modèle murin d’induction d’ischémie cérébrale par l’endothéline-1 (ET-1), un puissant vaso-constricteur. Les souris étaient pré-traitées, vingt-quatre heures avant l’ischémie expérimentale, soit par du dextrose, soit par de l’ARNsiCas 3 nu, soit enfin par de l’ARN inactivateur de caspase-3 vectorisé par des nanotubes fonctionnalisés (f-CNT:siCas 3). La neuroprotection était évaluée au moyen d’une coloration TUNEL (de détection d’ADN fragmenté, soit d’apoptose), faite vingt-quatre heures après l’injection d’ET-1 et donc quarante-huit heures après le pré-traitement. On note une réduction significative (p ≤ 0,05) du nombre de cellules apoptotiques (83 vs 153 dans le groupe dextrose). Cet effet neuroprotecteur est également observé lorsque le traitement par f-CNT:siCas 3 est administré une heure après la création des lésions d’ischémie, bien que, cette fois, les résultats ne soient pas statistiquement significatifs.
Un bénéfice fonctionnel.
La neuroprotection induite au moyen de ces nanotubes se traduit-elle par un bénéfice fonctionnel ? Le test du skilled reaching chez des rats, qui détecte les déficits moteurs corticaux, a permis de s’en assurer en montrant que les animaux pré-traités par f-CNT:siCas 3 conservent des capacités motrices significativement supérieures aux animaux pré-traités par dextrose (p<0,05).
Cette étude de « preuve de principe » démontre donc que l’emploi de nanotubes de carbone fonctionnalisés permet de vectoriser des ARNsi d’inactivation génique de la caspase-3 directement (par stéréotaxie) dans les cellules nerveuses sans induire d’altérations morphologiques (dendritiques) ou de réactions cytotoxiques indésirables. L’approche testée par les Européens a l’avantage d’une grande souplesse car elle offre la possibilité de cibler tout ARNm (ARN messager) impliqué dans la neuro-dégénerescence, alors que la délivrance pharmacologique d’inhibiteurs est limitée à certains types particuliers de récepteurs cellulaires. Elle pourrait donc connaître des applications thérapeutiques non seulement dans les lésions post-ischémiques, mais aussi dans des maladies neurodégénératives en foyers telle que la maladie de Parkinson.
KT Al-Jamal, T Pizzorusso et coll. Functional motor recovery from brain ischemic insult by carbon nanotube-mediated siRNA silencing. Proc Ntl Acad Sci USA (2011) Publié en ligne.
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