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Développement de vecteurs mucolytiques à base de "carbon dots" pour le transfert de gène dans le poumon

Dernière mise à jour 06.08.2020 à 14h58

Axe de recherche : Thérapie génique Délégation territoriale : Alsace

Porteur du projet : Luc LEBEAU

Faculté de Pharmacie- UMR 7199 CNRS-Unistra



Contexte :

La prise en charge thérapeutique de la mucoviscidose est actuellement essentiellement basée sur des traitements symptomatiques lourds. Aussi, la thérapie génique a été très tôt porteuse d'un immense espoir pour les malades car elle permet, en principe, de corriger l'anomalie génétique qui est la cause de la pathologie. Cependant, après près de 30 années de recherche, l'objectif n'est pas encore atteint. Les obstacles auxquels les stratégies de transfection dans le poumon doivent faire face sont particulièrement difficiles à franchir et nécessitent une ingénierie très précise et sophistiquée des vecteurs permettant de délivrer le gène thérapeutique aux cellules malades. En particulier, l'hyper viscoélasticité du mucus chez les patients atteints de mucoviscidose rend particulièrement difficile cette étape de délivrance et nécessite la mise en place de nouvelles stratégies et le développement de nouveaux outils.



Objectifs :

Ce projet vise à proposer un nouveau type de vecteurs pour la thérapie génique dans le poumon. Ces vecteurs sont construits à partir de particules carbonées de taille nanométrique, les "carbon dots". Les carbon dots peuvent être préparés par synthèse, mais ils sont naturellement présents dans notre alimentation, notamment dans les aliments cuits à haute température. Les carbon dots visés dans ce projet seront capables de délivrer un ADN thérapeutique à des cellules malades et de réduire la viscoélasticité du mucus pulmonaire, sans en augmenter la microviscosité. En effet, si la diminution de la viscoélasticité du mucus permet une meilleure diffusion des particules de transfection, une augmentation de la microviscosité locale gène la diffusion de ces particules et a un effet contraire à celui recherché. Les vecteurs proposés devraient permettre une augmentation de l'expression du gène thérapeutique chez le patient, par rapport aux vecteurs conventionnels testés à ce jour.



Perspectives :

La validation des hypothèses de travail posées dans le cadre de ce projet permettra de faire une première preuve de concept de vecteurs capables de délivrer efficacement un gène thérapeutique dans le poumon en diminuant la viscoélasticité du mucus. Elle ouvrira ainsi la voie au développement d'outils plus efficaces pour la thérapie génique dans le poumon. En particulier, des travaux d'ingénierie moléculaire permettent d'exacerber l'activité antibactérienne intrinsèque des carbon dots. Ceci pourrait être mis à profit pour l'élaboration de vecteurs à base de carbon dots capables, à la fois, de délivrer un gène thérapeutique, de contrôler la viscoélasticité du mucus, et de lutter contre l'infection bactérienne dans le poumon. Un tel système, offrant une synergie entre trois modes d'action, pourrait en fin de compte s'avérer particulièrement bénéfique pour les patients atteints de mucoviscidose.