Des chercheurs du Vanderbilt University Medical Center ont découvert une nanoparticule libérée par les cellules, appelée « supermère », qui contient des enzymes, des protéines et ARN associée à plusieurs cancers, maladies cardiovasculaires, Alzheimer maladie, et même COVID-19[feminine.
La découverte, signalée le 9 décembre 2021, dans Biologie cellulaire naturelle, est une avancée significative dans la compréhension du rôle que jouent les vésicules extracellulaires et les nanoparticules dans la navette d’importants « messages » chimiques entre les cellules, à la fois dans la santé et dans la maladie.
“Nous avons identifié un certain nombre de biomarqueurs et de cibles thérapeutiques dans le cancer et potentiellement dans un certain nombre d’autres états pathologiques qui sont présents dans ces supermères”, a déclaré l’auteur principal de l’article, Robert Coffey, MD. “Ce qu’il reste à faire maintenant, c’est de comprendre comment ces choses sont publiées.”
Coffey, professeur Ingram de recherche sur le cancer et professeur de médecine et de biologie cellulaire et du développement, est internationalement connu pour ses études sur le cancer colorectal. Son équipe cherche actuellement à savoir si la détection et le ciblage de nanoparticules spécifiques au cancer dans la circulation sanguine pourraient conduire à des diagnostics plus précoces et à un traitement plus efficace.
Ligne de coupe : les membres de l’équipe de découverte de supermere comprennent (première rangée de gauche) Qi Liu, PhD, Robert Coffey, MD, Qin Zhang, PhD, et (dernière rangée de gauche) James Higginbotham, PhD ; Dennis Jeppesen, Ph.D. ; et Jeffrey Franklin, PhD. (Photo par Erin O. Smith). Crédit : Centre médical de l’Université Vanderbilt
En 2019, Dennis Jeppesen, PhD, ancien chercheur au laboratoire de Coffey et maintenant instructeur de recherche en médecine, a utilisé des techniques avancées pour isoler et analyser de petites vésicules extracellulaires enfermées dans une membrane appelées « exosomes ».
Cette année-là, en utilisant l’ultracentrifugation à grande vitesse, un autre collègue de Coffey, Qin Zhang, PhD, professeur adjoint de recherche en médecine, a mis au point une méthode simple pour isoler une nanoparticule appelée « exomère » sans revêtement de surface.
Dans la présente étude, Zhang a pris le « surnageant » ou le liquide qui reste après que les exomères ont été transformés en une « granule » et a fait tourner le liquide plus rapidement et plus longtemps.
Le résultat était une pastille de nanoparticules isolées du surnageant du spin de l’exomère, que les chercheurs ont nommé supermères. “Ils sont également très intéressants”, a plaisanté Coffey, “parce qu’ils contiennent de nombreuses cargaisons que l’on pensait auparavant être dans des exosomes.”
D’une part, les supermères transportent la majeure partie de l’ARN extracellulaire libéré par les cellules et qui se trouve dans la circulation sanguine. Parmi d’autres propriétés fonctionnelles, les supermères dérivés du cancer peuvent « transférer » la résistance aux médicaments aux cellules tumorales, peut-être via la cargaison d’ARN qu’ils délivrent, ont rapporté les chercheurs.
Les supermères sont des vecteurs importants de TGFBI, une protéine qui, dans les tumeurs établies, favorise la progression tumorale. Le TGFBI pourrait donc être un marqueur utile dans les biopsies liquides pour les patients atteints de cancer colorectal, ont noté les chercheurs.
Ils portent également l’ACE2, un récepteur de surface cellulaire qui joue un rôle dans les maladies cardiovasculaires et est la cible du virus COVID-19. Cela soulève la possibilité que l’ACE2 porté par les supermères puisse servir de «leurre» pour lier le virus et prévenir l’infection.
Une autre cargaison potentiellement importante est l’APP, la protéine précurseur bêta-amyloïde impliquée dans le développement de la maladie d’Alzheimer. Les supermères peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique, ce qui suggère que leur analyse pourrait améliorer le diagnostic précoce ou peut-être même le traitement ciblé de la maladie.
“L’identification de cette riche pléthore de molécules bioactives… soulève des questions intéressantes sur la fonction des supermères et intensifie l’intérêt pour le potentiel de ces particules en tant que biomarqueurs de maladies”, ont noté des chercheurs de l’Université de Notre Dame dans un passer en revue publié avec le journal.
Référence : « Les supermères sont des nanoparticules extracellulaires fonctionnelles remplies de biomarqueurs de maladies et de cibles thérapeutiques » par Qin Zhang, Dennis K. Jeppesen, James N. Higginbotham, Ramona Graves-Deal, Vincent Q. Trinh, Marisol A. Ramirez, Yoojin Sohn, Abigail C Neininger, Nilay Taneja, Eliot T. McKinley, Hiroaki Niitsu, Zheng Cao, Rachel Evans, Sarah E. Glass, Kevin C. Ray, William H. Fissell, Salisha Hill, Kristie Lindsey Rose, Won Jae Huh, Mary Kay Washington, Gregory Daniel Ayers, Dylan T. Burnette, Shivani Sharma, Leonard H. Rome, Jeffrey L. Franklin, Youngmin A. Lee, Qi Liu et Robert J. Coffey, 9 décembre 2021, Biologie cellulaire naturelle.
DOI : 10.1038 / s41556-021-00805-8
Zhang, Jeppesen et James Higginbotham, PhD, instructeur de recherche en médecine, sont les premiers auteurs de l’article.
Autres co-auteurs de VUMC : Ramona Graves-Deal, Vincent Q. Trinh, MD, Marisol Ramirez, MS, Yoojin Sohn, Abigail Neininger, Nilay Taneja, PhD, Eliot McKinley, PhD, Hiroaki Niitsu, MD, PhD, Zheng Cao, MD , PhD, Rachel Evans, Sarah E. Glass, Kevin Ray, William Fissell, MD, Salisha Hill, MS, Kristie Rose, PhD, Mary Kay Washington, MD, PhD, Gregory Ayers, MS, Dylan Burnette, PhD, Jeffrey Franklin, PhD, Youngmin Lee, MD, PhD, et Qi Liu, PhD.
Le soutien à la recherche comprenait les subventions des National Institutes of Health GM125028, CA218386, CA211015, CA197570, CA236733, CA241685 et CA229123, le Nicholas Tierney GI Cancer Memorial Fund et une bourse postdoctorale de l’American Heart Association.
