TAxI transporte des protéines dans la moelle épinière

Un petit peptide – TaxI - offre de l’espoir dans l’administration de traitements des troubles des neurones moteurs via une injection musculaire

University of Washington Health Sciences/UW Medicine

Le petit peptide surnommé TAxI tient ses promesses. De récentes études montrent qu’il s’agit d’un véhicule efficace pour transporter des protéines fonctionnelles tels que des enzymes actifs, dans la moelle épinière via une injection musculaire.

Les résultats suggèrent que TAxI est un moyen prometteur pour acheminer des médicaments biologiques vers cette zone d’accès difficile pour les médicaments.

Les peptides – de courtes chaînes de composantes d’acides aminés – peuvent s’avérer utiles dans des tâches biologiques spécifiques. Le Targeted Axonal Import, en abrégé TaxI, est le peptide particulier servant de véhicule.

En empruntant une route inhabituelle pour transporter sa charge, TAxI ne confronte pas la barrière naturelle entre le sang et la colonne vertébrale et le cerveau. Cette barrière agit comme protection contre les substances néfastes, mais empêche les médicaments utiles d’y pénétrer.

Une étude publiée le 16 février dans les Proceedings of the National Academy of Sciences a montré qu’une injection musculaire de Taxl chez les souris pouvait transporter une protéine recombinante dans les neurones moteurs spinaux. Ces cellules nerveuses sont cantonnées dans la moelle épinière, mais étendent leurs fibres pour innerver les muscles et contrôler leur mouvement.

« Des agents thérapeutiques biologiques, telles que des protéines ou des acides nucléiques sont notoirement difficiles à pénétrer dans le système nerveux central, » a déclaré Suzie Hwang Pun, Professeur en Bio-ingéniérie de Robert F. Rushmer à l’Université de Washington et auteur principal de l’ouvrage. « Notre groupe a initié ce travail afin de développer des véhicules d’acheminement vers la moelle épinière en reproduisant la route prise par certains virus et certaines toxines. »

D’autres laboratoires ont tenté de concevoir des systèmes d’administration avec des vecteurs dérivés de virus humains dénaturés, tel que l’herpes simplex, pour exploiter la propension de ces virus de pénétrer dans les cellules nerveuses crâniennes et de la colonne vertébrale. L’approche par le peptide TAxI évite l’utilisation de virus manipulés qui ont des impératifs de sécurité associés, les coûts élevés de production, les questions sur le contrôle des dosages et les réactions immunitaires.

« Nous croyons que TAxI pourrait marquer une avancée significative dans le développement des traitements des maladies des motoneurones, » a déclaré Pun. Un exemple d’un trouble des neurones moteur est la sclérose latérale amyotrophique. Dans la SLA, les muscles s’affaiblissent de façon progressive, jusqu’à un degré d’atteinte respiratoire et de la déglutition.

Drew Sellers, l’auteur principal et professeur adjoint à la recherche en bio-ingéniérie de l’Université de Washington, a découvert les pouvoirs de transit de TaxI en contrôlant une vaste bibliothèque de séquences peptidiques à partir de bactériophages génétiquement modifiés - virus infectant les bactéries. Les chercheurs tentaient de surmonter un obstacle majeur dans le traitement des maladies neurodégénératives: l’absence d’une technologie invasive minimale efficace pour administrer des médicaments macromoléculaires dans le cerveau et la moelle épinière.

Sellers s’est intéressée à la réparation des dommages à la moelle épinière provoqués par la maladie ou des blessures tout en menant des recherches sur la médecine régénérative avec Philip Horner, directeur en médecine neurorégénérative de la Houston Methodist Research Institute et anciennement de UW. Horner est l’autre auteur de l’étude TAxI.

TAxI contourne la barrière hémato-médullaire en transitant du site d’injection dans un muscle dans les axones des nerfs - les prolongements digitiformes du neurone moteur contrôlant ce muscle. Le site d’injection dans la souris pourrait être grosso modo analogue au muscle du mollet d’une personne. TAxI s’accumule ensuite de façon sélective dans la zone lombaire de la moelle épinière qui est située près du bas du dos. Lorsqu’il a été introduit dans les échantillons de moelle épinière humaine en laboratoire, le peptide a marqué les neurones moteurs.

Sellers a déclaré qu’il ne s’attendait pas aux résultats engendrés par TAxI. Maintenant qu’il a passé les expériences précoces, les prochaines étapes, a-t-il dit, consistent à élucider ses mécanismes d’action, de l’appliquer dans des modèles de troubles de neurones moteurs et, si les tests additionnels continuent à connaître du succès, de le développer pour des applications cliniques.

La recherche on TAxI ouvre la voie au ciblage d’une variété de maladies neurodégénératives via des techniques qui sont plus douces pour les patients que des cathéters dans la colonne vertébrale ou d’autres procédures douloureuses.

« Il est actuellement possible de concevoir des peptides pour diriger la délivrance des médicaments dans des zones spécifiques de la moelle épinière et du cerveau, » a déclaré Sellers.

Au sein de UW Medicine, Sellers est également affilié au UW Department of Neurological Surgery et à l’Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine. Pun fait partie de l’Institut UW Molecular Engineering and Sciences.

Traduction : Brigitte Vanden Cruyce

Source : EurekAlert!