Un nanotrain d'ADN programmable, modulaire et dynamique pour l'administration contrôlée, ciblée et simultanée de plusieurs médicaments 

 

Alexis Vallée-Bélisle

Université de Montréal

 

Domaine : matériaux

Programme projet de recherche en équipe

Concours 2018-2019

L'utilisation clinique de thérapies combinatoires contre le cancer ou les maladies infectieuses n'est pas encore optimisée, pourtant l'efficacité d'une telle approche a déjà été maintes fois démontrée. À l'heure actuelle, la médecine ne dispose pas d'outils technologiques permettant l'administration de plusieurs médicaments simultanément, de manière contrôlée et ciblée; elle prône plutôt l'administration de médicaments de manière concertée mais indépendante. L'avènement d'un transporteur moléculaire multi-composantes constituerait ainsi une véritable révolution technologique.  

Dans cet ordre d'idée, le projet propose l'élaboration d'une stratégie novatrice de livraison au site d'action d'un assortiment de médicaments à une concentration précise et à un temps donné.  Le nanosystème de livraison proposé se veut à la fois hautement modulable, programmable et dynamique. Il rappelle la forme d'un nanotrain et sera conçu en tirant avantage de la chimie modulaire et programmable de l'ADN. Des nanotrains de formes diverses seront ainsi synthétisés à l'aide d'aptamères d'ADN « wagons » sélectionnés pour lier spécifiquement des médicaments et modifiés pour leur permettre de s'auto-assembler à la queue leu-leu.  Alors que la longueur, la structure, et la morphologie du train seront en fonction des séquences d'aptamères utilisées, sa dissociation sera contrôlée grâce à des stimuli endogènes tels que le pH, la température ou encore la présence de biomarqueurs spécifiques. Par ailleurs, l'universalité de cette approche sera explorée en mettant au point des nanotrains permettant le transport de plusieurs types de médicaments simultanément (ex : petites molécules cytotoxiques, les oligonucléotides, anticorps...). Finalement, un élément de reconnaissance cellulaire sera ajouté à titre de locomotive, permettant la livraison ciblée de médicaments aux cellules malades tout en épargnant les cellules saines. Toutes ces fonctionnalités seront étudiées et implémentées pas à pas, afin de déterminer les relations structures/propriétés de ces matériaux. La preuve de concept dans des cellules cancéreuses in vitro et des pharmacocinétiques dans des rats permettront de valider l'ensemble de l'approche.

Avec une démographie de plus en plus vieillissante, ceci associé aux coûts exorbitants des médicaments, l'approche proposée aura certainement des retombées majeures dans les secteurs de la médecine personnalisée et des nanotechnologies. Ultimement, le patient en bénéficiera tout autant que la société et les institutions gouvernementales.  

Finalement, une équipe hautement qualifiée de chercheurs chevronnés aux expertises complémentaires sera créée pour mener à bien ce projet. À cette équipe, se grefferont des étudiants gradués de 2e et 3e cycles qui évolueront au sein d'un projet tant novateur que formateur.