La thérapie par nanoparticules ciblant des cellules immunitaires spécifiques semble prometteuse pour la septicémie

9 juin 2023

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par l'Université de technologie d'Eindhoven

Des nanoparticules constituées d'une protéine de synthèse qui neutralisent une réaction excessive du système immunitaire, tout en stimulant simultanément ce système. Cette invention offre des possibilités pour le traitement de la septicémie, une condition dans laquelle le système immunitaire est sévèrement dérégulé.

Des immunologistes du Radboud University Medical Center (Radboudumc) et des bioingénieurs de l'Université de technologie d'Eindhoven (TU/e) ont uni leurs forces pour développer et tester une nouvelle nanomédecine innovante. Les résultats de leurs recherches viennent d'être publiés dans Nature Biomedical Engineering.

La septicémie est une maladie potentiellement mortelle dans laquelle le système immunitaire devient dérégulé en raison d'une infection par une bactérie, un champignon ou un virus. Cette dérégulation peut conduire à une réponse immunitaire trop intense connue sous le nom d'hyperinflammation. En conséquence, les tissus sont endommagés et les organes défaillent.

Simultanément, le système immunitaire peut également s'épuiser ; à tel point qu'il en devient paralysé. C'est ce qu'on appelle la paralysie immunitaire et, par conséquent, le corps n'est pas résistant à une nouvelle infection.

Pendant des années, les scientifiques du monde entier ont cherché une thérapie efficace contre la septicémie. Le médicament derrière une telle thérapie doit simultanément contrecarrer à la fois la réaction excessive et la paralysie du système immunitaire. Cependant, un risque important est qu'un éventuel médicament contre cette réaction excessive puisse en fait entraîner une paralysie.

Des immunologistes du centre Radboudumc ont découvert dans une boîte de Pétri contenant des cellules immunitaires que la cytokine interleukine-4 empêche l'inflammation, tout en induisant de manière inattendue une immunité entraînée. Cette caractéristique paradoxale peut être utilisée pour traiter la septicémie, mais elle nécessite que l'interleukine-4 soit ciblée sur les cellules immunitaires du corps humain. Sur le plan technologique, les chercheurs de TU/e ​​ont une vaste expérience dans le développement d'approches innovantes basées sur les nanotechnologies pour lutter contre le cancer, par exemple.

Avec leurs recherches respectives à l'esprit, les bioingénieurs de TU/e ​​ont conçu une nouvelle approche basée sur la nanotechnologie en développant une protéine de fusion entre l'interleukine-4 et une protéine qui forme naturellement des nanoparticules avec des molécules lipidiques.

Les chercheurs ont développé un nouveau type de nanomédecine, composé de petites particules de graisse construites à partir de protéines naturelles qui interagissent très spécifiquement avec les cellules immunitaires. Dans ce cas, les bio-ingénieurs ont développé une nouvelle protéine de fusion d'interleukine-4 et d'une autre protéine corporelle qui s'intègre dans les particules de graisse. En conséquence, l'interleukine-4 est spécifiquement délivrée aux cellules immunitaires, inhibant la réponse inflammatoire aiguë tout en stimulant simultanément le système immunitaire. Ainsi, le système immunitaire est équilibré.

Mihai Netea, professeur de médecine interne expérimentale à Radboudumc, déclare : « Nous savons que la protéine interleukine-4 neutralise une réaction excessive du système immunitaire. Nous avons été surpris que dans un tube à essai, cette protéine puisse également déclencher une immunité entraînée dans certaines cellules immunitaires.

L'immunité entraînée est la partie de notre système immunitaire inné qui a une capacité d'apprentissage et renforce ainsi notre système immunitaire. Pour y parvenir chez l'homme, TU/e ​​a développé un nouveau nanomédicament à base d'interleukine-4. Et cela a fonctionné, les résultats indiquent. Dans les échantillons de sang de patients atteints de septicémie et d'animaux de laboratoire, les nanoparticules ont remis le système immunitaire sur les rails.

L'innovation dans l'utilisation de cette nanotechnologie est que les chercheurs ont réussi à diriger l'interleukine-4 vers certaines cellules immunitaires. Willem Mulder, professeur de médecine de précision à la fois à Radboudumc et à TU/e, déclare : « Nous développons de nouvelles protéines en fusionnant des protéines corporelles depuis un certain temps. Nous avons fait la même chose pour l'interleukine-4. Nous en avons fait des nanoparticules. En injectant ces nanoparticules dans la circulation sanguine, l'interleukine-4 est délivrée aux cellules cibles."

Les chercheurs soulignent que la thérapie n'a pas encore été testée chez les patients. Des recherches de suivi sont nécessaires pour cela. Cependant, la méthode est une forme d'immunothérapie très innovante, offrant de nouvelles possibilités dans le traitement de la septicémie, une maladie qui tue environ 3 500 personnes chaque année aux Pays-Bas seulement.

Pour apporter les nouvelles technologies au patient, Mulder et Netea ont uni leurs forces avec des développeurs de médicaments et des investisseurs biotechnologiques pour fonder l'incubateur biotechnologique BioTrip. "Nous ne voulons pas que cette technologie passionnante se termine avec notre belle publication, qui se produit souvent dans le milieu universitaire. Grâce à BioTrip, nous avons une voie pour la traduction clinique. Espérons que notre travail et nos efforts conjoints mèneront finalement à une thérapeutique qui peut aider à réduire les taux élevés de mortalité et de morbidité dans la septicémie », ajoute le co-auteur et doyen du département de génie biomédical de la TU/e, le professeur Maarten Merkx.

Plus d'information: David P. Schrijver et al, Résoudre l'immunoparalysie induite par la septicémie via une immunité entraînée en ciblant l'interleukine-4 sur les cellules myéloïdes, Nature Biomedical Engineering (2023). DOI : 10.1038/s41551-023-01050-0

Informations sur la revue :Nature Génie biomédical

Fourni par l'Université de technologie d'Eindhoven