Lipides cationiques ramifiés pour le transfert de gènes par aérosol appliqué à la mucoviscidose - 09/06/21

La mucoviscidose est une maladie génétique induite par des mutations au niveau du gène codant la protéine CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator). La thérapie génique est une approche thérapeutique visant à introduire un transgène sain au niveau d’un tissu cible. Dans cette maladie, l’aérosol représente une voie d’administration sûre qui cible les voies aériennes. Pour protéger le transgène des forces de cisaillement de l’aérosol et faciliter son passage à travers les différentes barrières rencontrées, des vecteurs sont nécessaires. Deux types de vecteurs existent : des vecteurs viraux, immunogènes mais avec une grande efficacité de transduction et des vecteurs synthétiques, moins efficaces mais réadministrables. Parmi les vecteurs synthétiques, les lipides cationiques LC, ont la capacité de complexer le transgène avec leur tête polaire hydrophile.

Pour améliorer l’efficacité de transfection, des LC originaux ont été synthétisés avec une chaine polycarbonée ramifiée greffée sur la partie lipidique influençant l’organisation supramoléculaire des lipoplexes formés. Ces composés ont été formulés avec la DOPE (1/1M/M) et une étude de complexation a été réalisée avec un plasmide optimisé sans îlots CpG et comportant la cassette d’expression de la luciférase. Les lipoplexes ont été testés par aérosol sur des lignées cellulaires pulmonaires (16HBE14o-, A549, CFBE41o-, Calu-3). L’efficacité de transfection a été évaluée par mesure de l’activité de luciférase et qPCR. Un aérosol sur souris et cellules cultivées en condition ALI (interphase air-liquide) ont aussi été réalisés.

Sur cellules immergées, les résultats montrent un signal de luminescence jusqu’à 10⁸ RLU/mg et peu cytotoxique. In vivo, les résultats de qPCR confirment la présence de nombreuses copies du transgène dans les broyats des poumons mais sans signal de luminescence suggérant l’absence de transcription au niveau des noyaux. L’aérosol sur des Calu-3 cultivées en ALI n’a pas montré d’expression du gène rapporteur dû fait probablement de la production de mucus.

Ces résultats montrent que ces nouveaux LC permettent de transfecter efficacement les cellules immergées par aérosol mais que le mucus produit par les Calu-3 empêche les vecteurs d’atteindre les cellules. Dans ce contexte, le modèle d’étude cellulaire est primordial pour étudier le transfert de gènes par aérosol et pour développer de nouvelles formulations capables de traverser ce mucus.