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Méthode de découverte pour suivre des molécules d'ARNm avec la fluorescence

Les chercheurs à l'université de technologie de Chalmers, Suède, ont réussi à développer une méthode pour marquer des molécules d'ARNm, et pour suivre de ce fait, en temps réel, leur circuit par des cellules, utilisant un microscope - sans affecter leurs propriétés ou activité suivante. La découverte a pu être d'importance grande en facilitant le développement des médicaments basés sur ARNs neufs.

offre basée sur ARNs de thérapeutique une gamme des opportunités neuves d'éviter, traiter et guérir potentiellement les maladies. Mais actuel, la distribution de la thérapeutique d'ARN dans la cellule est inefficace. Pour que la thérapeutique neuve accomplisse leur potentiel, les méthodes de la distribution doivent être optimisées. Maintenant, une méthode neuve, récent présentée dans le tourillon fortement considéré de la société chimique américaine, peut fournir une pièce du puzzle importante de surmonter ces défis et faire au développement un pas en avant important.

Puisque notre méthode peut aider à résoudre un des plus grands problèmes pour la découverte de médicaments et le développement, nous voyons que cette recherche peut faciliter un passage de paradigme des médicaments traditionnels à la thérapeutique basée sur ARNs. »

Marcus Wilhelmsson, professeur, département de chimie et génie chimique, université de technologie de Chalmers, et un des auteurs principaux de l'article

Rendant l'ARNm fluorescent sans affecter son activité naturelle

La recherche derrière la méthode a été faite en collaboration avec des pharmaciens et des biologistes chez Chalmers et la compagnie AstraZeneca de biopharmaceuticals, par leur centre de recherches commun, FoRmulaEx ainsi qu'un organisme de recherche au Pasteur Institute, Paris.

La méthode concerne remplacer un des synthons d'ARN par une variante fluorescente, qui, indépendamment de cette caractéristique, met à jour les propriétés naturelles de la base originelle. Les éléments fluorescents ont été développés avec l'aide d'une chimie spéciale, et les chercheurs ont prouvé qu'elle peut alors être employée pour produire l'ARN messager (ARNm), sans affecter la capacité de l'ARNm d'être traduit en protéine à la vitesse naturelle. Ceci représente une découverte qui jamais avant a été faite avec succès. La fluorescence en outre permet aux chercheurs de suivre les molécules fonctionnelles d'ARNm en temps réel, voyant comment ils sont repris dans des cellules à l'aide d'un microscope.

Un défi quand fonctionner avec l'ARNm est que les molécules sont très grandes et chargées, mais en même temps fragile. Elles ne peuvent pas entrer dans des cellules directement et doivent pour cette raison être empaquetées. La méthode qui a plus couronné de succès prouvé jusqu'à présent emploie les gouttelettes très petites connues sous le nom de nanoparticles de lipide pour encapsuler l'ARNm. Il y a toujours un grand besoin de développer les nanoparticles neufs et plus efficaces de lipide - quelque chose aux lesquels les chercheurs de Chalmers travaillent également. Pour pouvoir faire cela, il est nécessaire de comprendre comment l'ARNm est repris dans des cellules. La capacité de surveiller, en temps réel, comment les nanoparticles de lipide et l'ARNm sont distribués par la cellule est pour cette raison un outil important.

« L'avantage grand de cette méthode est que nous pouvons maintenant facilement voir où dans la cellule l'ARNm livré entre, et dans quelles cellules la protéine est formé, sans capacité de protéine-traduction naturelle de l'ARN de destruction, » dit Elin Esbjörner, professeur agrégé au service pour la biologie et la biotechnologie et le deuxième auteur important de l'article.

L'information essentielle pour optimiser la découverte de médicaments

Les chercheurs dans cet endroit peuvent employer la méthode pour acquérir des connaissances plus grandes de la façon dont les travaux par processus de prise, de ce fait accélération et profiler du processus de découverte des médicaments neufs. La méthode neuve fournit la connaissance plus précise et plus détaillée que des méthodes actuelles pour étudier l'ARN sous un microscope.

« Jusqu'ici, il n'a pas été possible de mesurer le régime et le rendement naturels avec lesquels l'ARN agit dans la cellule. Ceci signifie que vous obtenez les réponses incorrectes aux questions que vous posez en essayant de développer un médicament neuf. Par exemple, si vous voulez une réponse à quel régime un procédé a lieu, et votre méthode te donne une réponse qui est un cinquième du correct, découverte de médicaments devient difficile, » explique Marcus Wilhelmsson.

Sur le chemin à l'utilisation - directement dans la liste du principal 100 d'IVA

Quand les chercheurs ont réalisé ce qu'une différence leur méthode pourrait effectuer et combien important les nouvelles connaissances est pour l'inducteur, ils ont rendu aussi rapidement que possible leurs résultats procurables. Récent, l'Académie des ingénieries suédoise royale (IVA) a inclus le projet dans ses 100 annuels l'indiquent et ont également mis en valeur comme particulièrement important pour augmenter la résilience sociale aux crises. Pour assurer la commercialisation utile de la méthode, les chercheurs ont soumis une demande de brevet et planification pour une compagnie secondaire, avec le soutien des entreprises de Chalmers de pépinière d'entreprises et du bureau d'innovation de Chalmers.

Source:
Journal reference:

Baladi, T., et al. (2021) Stealth Fluorescence Labeling for Live Microscopy Imaging of mRNA Delivery. Journal of the American Chemical Society. doi.org/10.1021/jacs.1c00014.