Comment un poisson parasite pourrait nous aider à combattre le cancer du cerveau et les accidents vasculaires cérébraux
Les chercheurs se tournent vers une ancienne espèce de poisson dans le but de trouver un meilleur moyen d'administrer des médicaments thérapeutiques dans le cerveau pour traiter des affections et des événements allant du cancer à l'AVC.
Crédit d'image: T. Lawrence, Commission des pêches des Grands Lacs
Les lamproies sont l'une des plus anciennes espèces de poissons sans mâchoires ressemblant à des anguilles. Ils peuplent à la fois les rivières et les eaux côtières de la mer dans les régions tempérées du monde entier.
Ces poissons d'apparence étrange sont rendus particulièrement étranges par leur bouche désossée et dentelée. Ils sont également parasites et se nourrissent du sang d'autres poissons.
De nouvelles recherches suggèrent que ces habitants aquatiques peuvent fournir un véhicule adaptable pour les médicaments qui traitent les effets biologiques de conditions ou d'événements de santé affectant le cerveau.
Une étude récente, menée par une équipe de scientifiques de l'Université du Wisconsin-Madison et de l'Université du Texas à Austin, a examiné un type de molécule du système immunitaire des lamproies, appelé «récepteurs lymphocytaires variables» (VLR).
Les chercheurs expliquent que ce qui rend les VLR intéressants, c'est leur capacité à cibler la matrice extracellulaire (ECM), un réseau de macromolécules qui structurent les cellules qu'ils entourent.
Ce réseau constitue une grande partie du système nerveux central.L'équipe de recherche estime donc que les VLR peuvent aider à transporter des médicaments vers le cerveau, augmentant ainsi l'efficacité des traitements du cancer du cerveau, des traumatismes cérébraux ou des accidents vasculaires cérébraux.
«Cet ensemble de molécules de ciblage semble quelque peu agnostique à la maladie. Nous pensons qu'elle pourrait être appliquée en tant que technologie de plate-forme dans plusieurs conditions. »
Auteur de l'étude, le professeur Eric Shusta
Les chercheurs ont testé leur hypothèse sur des modèles murins de cancer du cerveau agressif, et ils rapportent leurs résultats dans la revue Progrès scientifiques.
Une expérience prometteuse
Normalement, les médicaments ne pénètrent pas facilement dans le cerveau car il est protégé par la barrière hémato-encéphalique, qui empêche les agents potentiellement nocifs de pénétrer dans le cerveau. Cependant, cette barrière empêche également le médicament d'atteindre sa cible.
Dans le cas de certains événements de santé qui affectent le cerveau, la barrière hémato-encéphalique «se détend», ce qui peut exposer le cerveau à d'autres problèmes, mais permet également aux médicaments de pénétrer.
Dans la recherche actuelle, les chercheurs se sont intéressés à tester l'efficacité des VLR, en tirant parti de la perturbation de la barrière hémato-encéphalique dans le cas du glioblastome, une forme agressive de cancer du cerveau.
«Des molécules comme celles-ci [VLR] ne pouvaient normalement pas transporter de cargaison dans le cerveau, mais partout où il y a une perturbation de la barrière hémato-encéphalique, elles peuvent livrer des médicaments directement sur le site de la pathologie», explique le professeur Shusta.
L'équipe de recherche a travaillé avec des modèles murins de glioblastome, les traitant avec des VLR liés à la doxorubicine, un médicament utilisé pour traiter cette forme de cancer chez l'homme.
Le professeur Shusta et ses collègues rapportent que cette approche était prometteuse, prolongeant la survie des rongeurs traités avec cette combinaison expérimentale.
Les chercheurs notent que la liaison des VLR à divers médicaments peut avoir un autre avantage important - elle pourrait permettre aux spécialistes de délivrer des doses significativement plus élevées de ces médicaments à l'ECM cérébral.
«Semblable à l'eau trempée dans une éponge, les molécules de lamproie vont potentiellement accumuler beaucoup plus de médicament dans la matrice abondante autour des cellules par rapport à une administration spécifique aux cellules», illustre le co-auteur, le professeur John Kuo.
Et cette «astuce» contraignante pourrait aider à résoudre encore un autre problème. Les chercheurs expliquent que les cellules cérébrales peuvent être leur propre ennemi lorsqu'il s'agit de recevoir un traitement puisqu'elles «dégorgent» les produits chimiques qui les atteignent.
Cependant, étant donné que les VLR ciblent l'ECM qui entoure les cellules cérébrales, cela pourrait permettre aux médicaments d'agir sur les cellules pendant des périodes plus longues.
«Cela pourrait être un moyen de maintenir en place des thérapies qui, autrement, ne s’accumuleraient pas bien dans le cerveau afin qu’elles puissent être plus efficaces», déclare le co-auteur Ben Umlauf, Ph.D.
«Essayer cette stratégie dans différents modèles»
Enfin, les chercheurs notent que les VLR circulaient librement à travers le corps dans les modèles murins, mais ils ne se sont pas accumulés dans les tissus sains. Cela suggère que ces molécules ne perturberaient pas les organes sains et fonctionnels.
À l'avenir, les chercheurs veulent essayer de combiner les VLR avec d'autres types de médicaments anticancéreux, y compris ceux utilisés en immunothérapie, pour voir dans quelle mesure les molécules fonctionneraient avec un éventail plus diversifié de thérapies.
Une autre possibilité que les chercheurs aimeraient étudier est celle d'utiliser des VLR pour détecter toute perturbation de la barrière hémato-encéphalique, ce qui pourrait indiquer le début d'un événement de santé. Ils proposent de le faire en liant les VLR à des sondes sophistiquées compatibles avec les technologies d'imagerie cérébrale.
Pour le moment, cependant, «je suis enthousiaste à l'idée d'essayer cette stratégie dans différents systèmes de modèles de maladies», déclare Kuo, ajoutant que «[t] voici plusieurs processus pathologiques qui perturbent la barrière hémato-encéphalique et nous pourrions concevoir de délivrer une variété de thérapies différentes avec ces molécules. »
