L’irradiation par ultrasons d’une tumeur provoque la libération par une nanoparticule lipidique (dessin ci-dessus) de ROS nocifs et d’un système d’édition de gènes CRISPR/Cas9. Crédit : Adapté de ACS Central Science 2021, DOI : 10.1021/acscentsci.1c01143
La thérapie sonodynamique utilise des ultrasons en combinaison avec des médicaments pour libérer des espèces réactives de l’oxygène (ROS) nocives sur le site d’une tumeur. Cependant, le traitement n’est pas très efficace car les cellules cancéreuses peuvent activer des systèmes de défense antioxydants pour le contrer. Maintenant, les chercheurs rapportant dans ACS Science centrale ont percé ces défenses avec l’édition de gènes CRISPR/Cas9, permettant à la thérapie sonodynamique de réduire efficacement les tumeurs dans un modèle murin de cancer du foie.
Le carcinome hépatocellulaire, la forme la plus courante de cancer du foie, a un mauvais pronostic, et le traitement chirurgical consistant à retirer une partie du foie ou à transplanter un foie sain ne convient pas aux patients atteints d’une maladie plus avancée. Étant donné que les ultrasons peuvent pénétrer profondément dans les tissus, la thérapie sonodynamique pourrait être un moyen efficace et non invasif de traiter le carcinome hépatocellulaire. Mais actuellement, les cellules cancéreuses peuvent rapidement surmonter la thérapie en activant un gène appelé facteur nucléaire érythroïde 2 lié au facteur 2 (NFE2L2), qui déploie la détoxification des cellules et les défenses enzymatiques antioxydantes. La technologie d’édition de gènes CRISPR/Cas9 a été utilisée pour réduire l’expression des gènes en laboratoire. Ainsi, Wei Feng, Huixiong Xu, Yu Chen et leurs collègues se sont demandé s’ils pouvaient augmenter l’efficacité de la thérapie sonodynamique en utilisant cette technologie pour réduire NFE2L2 expression.
Dans un premier temps, les chercheurs ont encapsulé le système CRISPR/Cas9 et une molécule précurseur de ROS dans des nanoparticules lipidiques. Ensuite, ils ont traité des cellules de carcinome hépatocellulaire dans une boîte de Pétri avec les nanoparticules. Les nanoparticules lipidiques ont été absorbées par les lysosomes des cellules. Le traitement par ultrasons a provoqué la formation de ROS, qui ont rompu les lysosomes et permis au système CRISPR/Cas9 d’entrer dans le noyau et de faire tomber NFE2L2 l’expression du gène. Le ROS a également endommagé d’autres composants cellulaires. En conséquence, significativement plus de cellules cancéreuses sont mortes de la thérapie sonodynamique que sans NFE2L2 modification des gènes.
Ensuite, l’équipe a injecté le traitement aux nanoparticules à des souris avec des tumeurs de carcinome hépatocellulaire humain implantées. Après 15 jours de traitement combiné aux nanoparticules et aux ultrasons, toutes les tumeurs des souris ont disparu et ne sont pas revenues. Les souris traitées avec la thérapie sonodynamique seule présentaient moins de tumeurs que les souris non traitées, mais l’ajout du système CRISPR/Cas9 a considérablement amélioré l’efficacité de la thérapie. Étant donné que l’édition de gènes ne se produit que dans les tissus tumoraux sous irradiation par ultrasons, elle ne provoquera pas de mutations génétiques dans les tissus sains, selon les chercheurs.
Référence : « Le système CRISPR/Cas9 contrôlé par ultrasons augmente la thérapie sonodynamique du carcinome hépatocellulaire » par Haohao Yin, Liping Sun, Yinying Pu, Jifeng Yu, Wei Feng, Caihong Dong, Bangguo Zhou, Dou Du, Yan Zhang, Yu Chen et Huixiong Xu , 8 décembre 2021, ACS Science centrale.
DOI : 10.1021/acscentsci.1c01143
Les auteurs reconnaissent le financement de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et de la Commission municipale de la santé de Shanghai.
