Un dispositif à base d’hydrogel permet l’administration transdermique indolore d’acides nucléiques pour l’immunothérapie contre le cancer

La médecine à base d’acide nucléique (AN) a été au cœur des recherches au cours des deux dernières décennies et s’est révélée très prometteuse tant pour les thérapies que pour les vaccins. Le développement et le déploiement rapides de vaccins à base d’AN pendant la pandémie de COVID-19 ont souligné leur potentiel.

Cependant, la délivrance efficace in vivo de ces acides nucléiques, en particulier lorsque la délivrance cytosolique est nécessaire sans laisser de matières résiduelles dans le corps, n’est toujours pas résolue.

Une étude menée par le professeur Shi Peng du département d’ingénierie biomédicale de l’université de la ville de Hong Kong (CityUHK) a relevé ce défi en développant un dispositif électronique organique multifonctionnel à base d’hydrogel.

Ce dispositif innovant est capable d’administrer des acides nucléiques par voie transdermique et d’effectuer une électroporation cellulaire in vivo sur microarray, offrant ainsi une solution prometteuse pour l’administration transdermique de gènes en une seule étape, auto-administrable et indolore en immunothérapie clinique.

« Cette technologie pourrait transformer l’utilisation des thérapies à base d’acide nucléique dans le corps humain pour déployer le système immunitaire comme un outil pour traiter différentes maladies, y compris le cancer », a déclaré le professeur Shi.

Les résultats ont été publiés dans le Actes de l’Académie nationale des sciencesintitulé « Électroporation transdermique sur microréseau pour une immunothérapie améliorée du cancer basée sur la vaccination par ADN ».

La particularité de cette technologie réside dans son approche sans empreinte, qui offre une méthode simple et efficace pour introduire l’ADN/ARN dans le corps humain sans laisser de réactifs supplémentaires. Cette méthode permet de manipuler génétiquement des cellules immunitaires sous-cutanées à des fins thérapeutiques sans nécessiter l’administration systémique d’un grand nombre d’acides nucléiques.

« La partie la plus difficile de cette recherche a été de développer un dispositif électronique à base d’hydrogel qui intègre plusieurs fonctions dans une construction unifiée », a déclaré le professeur Shi.

« Cet appareil effectue la pénétration cutanée, l’encapsulation et la libération de l’ADN et l’électroporation cellulaire lors d’opérations consécutives programmées sur la peau. »

Cette recherche promet de révolutionner l’administration de vaccins à base d’acide nucléique en proposant une solution indolore via un patch électronique portable sur la peau. L’innovation consiste à utiliser un hydrogel conducteur pour fabriquer des électrodes microscopiques préchargées avec de l’ADN codant des protéines antigéniques spécifiques du cancer.

Lorsqu’elles sont pressées contre la peau, les électrodes pénètrent la couche superficielle, se réhydratent et sont déclenchées électriquement pour libérer l’ADN dans l’espace sous-cutané.

Le dispositif applique ensuite des impulsions électriques programmées pour réaliser une transfection d’ADN hautement efficace dans les cellules dendritiques, activant ainsi l’immunité adaptative spécifique au cancer. Il a été démontré que cette méthode inhibe efficacement la croissance tumorale en mode thérapeutique et prophylactique dans des modèles de rongeurs.

Au-delà de l’immunothérapie contre le cancer, la technologie pourrait être adaptée à divers traitements à base d’ADN et d’ARN, notamment les vaccins contre les maladies infectieuses et les thérapies géniques pour les troubles génétiques.

Les projets futurs de l’équipe de recherche incluent le perfectionnement du dispositif pour une utilisation humaine et l’étude de son efficacité dans le traitement de différents types de cancers et d’autres maladies. Cette recherche pionnière ouvre de nouvelles perspectives pour l’application de la médecine basée sur les acides nucléiques, transformant potentiellement le paysage des soins de santé thérapeutiques et préventifs.