Un parasite capable de traverser la barrière hémato-encéphalique pour infecter le cerveau de ses hôtes pourrait un jour être un moyen de délivrer des produits thérapeutiques importants.
Toxoplasma gondii – un parasite qui prospère dans presque toutes les formes de vie à sang chaud sur Terre – pourrait être conçu pour délivrer des protéines thérapeutiques aux cellules du cerveau, offrant ainsi des options de traitement pour des conditions difficiles d’accès.
La recherche a été testée sur des tissus cérébraux humains cultivés en laboratoire et sur des souris vivantes avec des effets secondaires minimes, démontrant que le concept est plausible et peut en fait avoir des applications plus larges, comme l’étude du cerveau, avec des recherches et des ajustements supplémentaires.
« Dans cette étude, nous montrons que T. gondii peut être utilisé pour relever de nombreux défis associés à l’administration de protéines pour la recherche et les applications thérapeutiques », écrit une équipe dirigé par le neuroscientifique Shahar Bracha du Massachusetts Institute of Technology.
« Nous démontrons l’utilisation de T. gondii comme système de distribution polyvalent dans les fibroblastes cultivés, les neurones différenciés in vitro, les neurones primaires et le cerveau humain organoïdes et in vivo chez la souris, et caractériser les facteurs qui affectent les schémas d’administration dans différentes conditions.
Le barrière hémato-encéphaliquecomme son nom l’indique, est une membrane qui sépare les vaisseaux sanguins du tissu cérébral et du système nerveux central, empêchant tout élément indésirable provenant du premier de pénétrer dans le second.
C’est une bonne chose, dans l’ensemble, mais l’imperméabilité de la barrière à hydrophile et les grosses molécules interdisent l’entrée de presque toutes les protéines, ce qui représente un défi important pour l’administration de protéines thérapeutiques qui pourraient aider à traiter les maladies cérébrales.
T. gondii est un parasite qui a trouvé des moyens de traverser la barrière hémato-encéphaliqueEn soi, ce n’est pas une bonne chose pour les humains et les autres animaux.
Le protozoaire est le coupable d’une maladie appelée toxoplasmose qui présente des symptômes désagréables et des complications assez graves. Mais Bracha et ses collègues se sont demandés : Et si T. gondii’La capacité de l’homme à traverser la barrière hémato-encéphalique pourrait-elle être exploitée à bon escient ?
Dans le système nerveux central, T. gondii persiste principalement dans les neurones et interagit avec eux, en utilisant trois organites pour sécréter des substances. Les chercheurs ont ciblé deux de ces organites, les modifiant de manière à ce qu’ils soient capables de sécréter des protéines connues pour traiter les troubles neurologiques humains.
Pour vérifier si cela fonctionnait, ils ont testé leur conception T. gondii dans plusieurs types de systèmes. Des morceaux de tissu cérébral humain cultivés dans un laboratoire appelé organoïdes ont été traités avec T. gondii conçu pour délivrer MeCP2, une protéine utilisée pour traiter une maladie génétique rare appelée Syndrome de Rettqui affecte le développement du cerveau et est presque toujours causé par Mutations du gène MECP2.
Dans ces tissus cultivés en laboratoire, la protéine délivrée a pu se lier à l’ADN de l’ organoïdeet modifient l’expression des gènes par rapport aux témoins exposés à des gènes non modifiés T. gondiice qui a donné lieu à ce que les chercheurs ont interprété comme la livraison réussie de la protéine fonctionnelle.
Pour déterminer comment cela pourrait fonctionner dans un système vivant, les chercheurs ont ensuite infecté des souris avec leur virus modifié. T. gondii des microbes, ainsi que des groupes témoins avec des microbes non modifiés et des souris injectées uniquement avec une solution saline.
L’édité T. gondii étaient tout aussi efficaces pour infecter leurs hôtes que les parasites non édités, mais délivraient également le MeCP2 et produisaient une inflammation minimale, par rapport au groupe témoin salin.
On pense qu’environ 25 à 30 pour cent des personnes dans le monde entier abritent T. gondiiet la plupart sont asymptomatiques, donc en général l’infection est bénigne. Si c’est quelque chose avec lequel nous vivons de toute façon, il peut être très bénéfique de l’utiliser pour nous.
Les chercheurs estiment que leurs résultats ouvrent une nouvelle voie, non seulement pour le traitement des maladies neurologiques, mais aussi comme un puissant outil de recherche pour étudier l’activité des protéines dans les neurones.
« Les neurones sont particulièrement difficiles à cibler avec les méthodes existantes », ils écrivent. « T. gondii« La capacité de l’ADN à délivrer de manière robuste des protéines intracellulaires aux neurones souligne son potentiel en tant qu’outil de recherche. »
La recherche a été publiée dans Microbiologie de la nature.
