Les nanomatériaux activent stratégiquement le système immunitaire pour combattre l’inflammation aussi efficacement que les thérapies standard actuelles – Technoguide

Les ingénieurs biomédicaux de l’Université Duke ont développé un nanomatériau auto-assemblé qui peut aider à limiter les dommages causés par les maladies inflammatoires en activant des cellules clés du système immunitaire. Dans les modèles murins de psoriasis, il a été démontré que le médicament à base de nanofibres atténue l’inflammation dommageable aussi efficacement qu’une thérapie de référence.

L’une des caractéristiques des maladies inflammatoires, comme la polyarthrite rhumatoïde, la maladie de Crohn et le psoriasis, est la surproduction de protéines de signalisation, appelées cytokines, qui provoquent une inflammation. L’une des cytokines inflammatoires les plus importantes est une protéine appelée TNF. Actuellement, le meilleur traitement pour ces maladies consiste à utiliser des anticorps fabriqués, appelés anticorps monoclonaux, qui sont conçus pour cibler et détruire le TNF et réduire l’inflammation.

Bien que les anticorps monoclonaux aient permis un meilleur traitement des maladies inflammatoires, la thérapie n’est pas sans inconvénients, notamment un coût élevé et la nécessité pour les patients de s’injecter régulièrement. Plus important encore, les médicaments ont également une efficacité inégale, car ils peuvent parfois ne pas fonctionner du tout ou éventuellement cesser de fonctionner lorsque le corps apprend à fabriquer des anticorps qui peuvent détruire le médicament fabriqué.

Pour contourner ces problèmes, les chercheurs ont exploré comment les immunothérapies peuvent aider à enseigner au système immunitaire comment générer ses propres anticorps thérapeutiques qui peuvent spécifiquement limiter l’inflammation.

«Nous cherchons essentiellement des moyens d’utiliser les nanomatériaux pour inciter le système immunitaire du corps à devenir une usine d’anticorps anti-inflammatoires», a déclaré Joel Collier, professeur de génie biomédical à l’Université Duke. “Si ces thérapies réussissent, les patients ont besoin de moins de doses de thérapie, ce qui améliorerait idéalement l’observance et la tolérance des patients. Ce serait une toute nouvelle façon de traiter les maladies inflammatoires.”

Dans leur nouvel article, paru en ligne dans les Actes de la National Academy of Sciences le 5 avril, Collier et Kelly Hainline, étudiante diplômée du laboratoire Collier, décrivent comment de nouveaux nanomatériaux pourraient s’assembler en de longues nanofibres contenant une protéine spécialisée, appelée C3dg. Ces fibres ont ensuite pu activer les cellules B du système immunitaire pour générer des anticorps.

“C3dg est une protéine que vous trouverez normalement dans votre corps”, a déclaré Hainline. “La protéine aide le système immunitaire inné et le système immunitaire adaptatif à communiquer, de sorte qu’elle peut activer des globules blancs et des anticorps spécifiques pour éliminer les cellules endommagées et détruire les antigènes.”

En raison de la capacité de la protéine à s’interfacer entre différentes cellules du système immunitaire et à activer la création d’anticorps sans provoquer d’inflammation, les chercheurs ont exploré comment C3dg pourrait être utilisé comme adjuvant de vaccin, qui est une protéine qui peut aider à stimuler la réponse immunitaire contre une cible ou un agent pathogène souhaité.

Dans leur nouveau nanomatériau, Hainline et Collier ont pu mettre cette idée à l’épreuve en tissant des fragments clés de la protéine C3dg avec des composants du TNF en nanofibres. La protéine C3dg déclencherait la création d’anticorps par les cellules B, tandis que les composants du TNF fourniraient un schéma de ce dont les anticorps ont besoin pour rechercher et détruire.

“Lorsque Kelly a assemblé la protéine C3dg et des portions clés du TNF dans ces nanofibres, elle a vu qu’il y avait une forte réponse des cellules B, ce qui signifie qu’il y avait une production accrue d’anticorps ciblant le TNF”, a déclaré Collier. “Dans les modèles murins standard d’inflammation, les souris subissent un changement de température où leur température interne va baisser. Mais lorsque Kelly a livré ses nanofibres C3dg, c’était très protecteur et les souris n’ont pas connu de réponse inflammatoire.”

Lorsque l’équipe a testé leur nanomatériau dans le modèle de souris psoriasis, ils ont constaté que les nanofibres portant C3dg étaient aussi efficaces qu’une thérapie par anticorps monoclonaux. Et comme le C3dg se trouve normalement dans le corps, il n’a pas été évacué du système par des anticorps anti-médicaments.

Après avoir examiné le modèle du psoriasis, l’équipe a fait une découverte surprenante: le C3dg ne stimulait pas seulement la production d’anticorps dans les cellules B, il influençait également la réponse des cellules T.

«Nous avons observé que les nanofibres qui ne contenaient que les composants C3dg sans les composants TNF présentaient toujours un bénéfice thérapeutique pour nos modèles, ce qui était surprenant. Mais je pense que la découverte la plus significative a été de voir une réponse bénéfique des lymphocytes T activée par une protéine que vous ‘trouverais naturellement dans votre corps “, a déclaré Hainline. “Ce genre de réponse avait déjà été observé avec d’autres protéines, mais nous n’avons vu aucun rapport de personnes utilisant cette réponse avec C3dg.”

Pour les prochaines étapes, l’équipe espère explorer davantage les mécanismes derrière cette activation bénéfique des lymphocytes T. Ils poursuivront également des expériences supplémentaires pour explorer la réponse à des nanomatériaux similaires dans des modèles de polyarthrite rhumatoïde.

“Nous sommes toujours en train d’apprendre sur cette réponse des lymphocytes T, et nous essayons de comprendre comment elle est impliquée”, a déclaré Collier. «En fin de compte, nous aimerions voir si le C3dg peut être utilisé comme composant universel dans plusieurs thérapies différentes contre l’inflammation, en particulier si nous pouvons échanger les segments TNF avec une cible différente. Ce travail indique clairement que les nanomatériaux impliquant C3dg méritent d’être développés. comme immunothérapies. “

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