L'anticorps acide nucléique ARNm a un bel avenir

L'anticorps acide nucléique ARNm a un brillant avenir. Décrivez comment les médicaments ARNm résolvent la production d'anticorps et de protéines, les points douloureux rencontrés dans le processus d'administration et le potentiel des systèmes d'administration de médicaments ARNm. Dans le même temps, faites attention aux problèmes et aux difficultés rencontrés par les médicaments ARNm dans le processus de réalisation de la substitution de médicaments protéiques.

Abstrait

La technologie des anticorps monoclonaux a été fondée en 1975. Depuis lors, un flux constant de production d'anticorps monoclonaux est devenu possible. Deux scientifiques, Milstein et Kohler, ont également remporté le prix Nobel de physiologie et de médecine en 1984. En 1986, le premier anticorps monoclonal au monde, OKT3, est né.

En février 2021, 100 médicaments anticorps avaient été approuvés par la FDA pour inscription. En 2019, les ventes de médicaments anticorps ont dépassé les 140 milliards de dollars américains. En particulier, les anticorps thérapeutiques représentés par des points de contrôle immunitaires ont apporté des options de traitement révolutionnaires aux patients atteints de cancer. Les anticorps anti-points de contrôle immunitaires sont également devenus les médicaments les plus importants et les plus efficaces pour le traitement du cancer.

Bien que les sociétés pharmaceutiques d'anticorps monoclonaux soient devenues les sociétés à la croissance la plus rapide parmi les sociétés pharmaceutiques, les activités nécessaires telles que la technologie, la supervision et les stratégies de production sont toujours confrontées à d'énormes défis dans la production et la préparation d'une énorme demande d'anticorps cliniques. Cet énorme défi vient du fait que la plupart des médicaments anticorps actuellement utilisés pour le traitement proviennent de la production de cellules de mammifères, et de nombreux travaux de purification et de développement de formulation sont nécessaires à un stade ultérieur.

De plus, les anticorps monoclonaux présentent une variété de modifications post-traductionnelles au cours du processus de production, y compris la glycosylation, la désamidation, l'oxydation, les mésappariements de la cystéine libre pour former des liaisons disulfure supplémentaires et des vallées de coke N-terminales. Structure cyclique formée par aminoacylation, délétion Lys C-terminale et autres modifications.

Ces modifications affectent fortement l'activité et la sécurité des anticorps. Par conséquent, le développement de médicaments anticorps nécessite une série de caractérisations et de contrôles de qualité stricts pendant le processus de production, et un développement coûteux à un stade avancé est nécessaire avant qu'il puisse entrer dans la clinique. De plus, les médicaments anticorps ne fonctionnent généralement qu'avec des protéines à la surface de la membrane cellulaire ou à l'extérieur de la cellule, ce qui limite leur application. Parmi eux, la production d'anticorps de haute qualité n'est pas une tâche facile.

Au cours des dix dernières années, la recherche sur la médecine de l'ARNm a fait de grands progrès, qui peuvent être utilisés pour exprimer toute protéine significative dans le corps. Actuellement, une variété d'essais cliniques se déroulent de manière ordonnée, visant à explorer l'utilisation de médicaments ARNm et la prévention et le traitement des maladies.

Cet article se concentre sur la façon dont les médicaments ARNm résolvent la production d'anticorps et de protéines, les points douloureux rencontrés dans le processus d'administration et le potentiel des systèmes d'administration de médicaments ARNm. Dans le même temps, faites attention aux problèmes et aux difficultés rencontrés par les médicaments ARNm dans le processus de réalisation de la substitution de médicaments protéiques.

Arrière-plan

La recherche et la découverte de médicaments à base d'acide nucléique ont connu un long voyage.

▨ L'ARNm a été découvert en 1961 comme vecteur de transmission de l'information génétique. Il est transcrit à partir de l'ADN et dirige la traduction des protéines;

▨ En 1978, des scientifiques de l'Université de Harvard ont découvert qu'une chaîne nucléotidique complémentaire peut inhiber la réplication du virus RSV, qui est le concept d'ASO (oligonucléotide antisens, acide nucléique antisens);

▨ En 1990, Science et Nature ont respectivement rapporté que des brins d'ARN ayant une forte affinité pour les molécules de protéines cibles ont été criblés in vitro, c'est-à-dire l'aptamère d'ARN ou l'aptamère d'ARN; la même année, il a été découvert que l'injection d'ARNm à des souris peut produire l'expression correspondante.

▨ En 1998, le premier médicament ASO a été approuvé; la même année, le mécanisme de l'ARNi (interférence ARN) a été révélé;

▨ En 2004, le premier médicament aptamère à ARN a été approuvé; en 2018, le premier ARNsi (petit ARN interférent) à base d'ARNi a été approuvé.

La recherche et le développement de médicaments à base d'acide nucléique ont connu un creux. Les médicaments à base d'acide nucléique ont subi des revers répétés en raison de problèmes d'immunogénicité et de système d'administration vers 2010. Novartis et Roche ont suspendu leur coopération avec Alnylam. Pfizer et Abbott ont suspendu le projet de recherche sur les médicaments ARN. En 2012, l'EMA a refusé en raison d'effets secondaires hépatiques et cardiovasculaires. Après la demande d'inscription de Mipomersen, MSD a vendu Sirna à Alnylam en 2014 à un prix inférieur au prix d'achat initial.

Les percées dans les technologies clés ont favorisé le développement de médicaments à base d'acide nucléique. Les plus importants sont la modification chimique des nucléotides et l'application de systèmes de délivrance. La modification chimique des nucléotides peut améliorer la stabilité des molécules d'acide nucléique et réduire leur immunogénicité. Le développement de la technologie des systèmes de délivrance permet d'éviter que des médicaments à base d'acide nucléique ne soient. La nucléase se dégrade en même temps pour augmenter l'efficacité de son entrée dans la cellule. Les percées dans les technologies clés et la recherche continue ont permis à l'industrie des médicaments à base d'acide nucléique de continuer à prospérer.

L'ARNsi est l'un des points chauds de la recherche dans le domaine des médicaments à base d'acide nucléique. Depuis que le mécanisme de l'ARNi a été révélé en 1998, le développement de médicaments ARNi a connu un développement rapide au cours des 20 dernières années. Il peut induire un silençage génique, il est donc appelé siRNA, généralement de 20 à 25 paires de nucléotides de longueur. En 2018 et 2019, 1 médicament siARN a été approuvé et 2 médicaments siARN ont été approuvés en 2020. Dans le même temps, de nombreux médicaments siARN sont en développement clinique.

L'ARNm a reçu beaucoup d'attention dans la nouvelle épidémie de couronne. À l'heure actuelle, les deux nouveaux vaccins couronne à base d'acide nucléique autorisés par la FDA américaine pour l'EUA sont tous deux des vaccins à ARNm. Théoriquement, l'ARNm a le potentiel de synthétiser n'importe quel type de protéine, de sorte que l'ARNm peut être utilisé comme supplément protéique ou comme thérapie de remplacement pour traiter une variété de maladies; et un ARNm peut exprimer plusieurs protéines pour obtenir une combinaison de médicaments; une fois la cible confirmée, les médicaments ARNm / La conception et la découverte de vaccins sont très rapides.

Les médicaments à base d'acide nucléique exogène doivent surmonter de nombreux obstacles pour entrer dans le corps pour jouer un rôle. Ces obstacles ont également causé des difficultés dans la recherche et le développement de médicaments à base d'acide nucléique. Cependant, avec le développement de nouvelles technologies, certains problèmes ont été bien résolus.

▨ Le package de structure de nanoparticules empêche l'ARNm d'être rapidement éliminé et prolonge la demi-vie;

▨ Modification chimique des nucléotides pour éviter la dégradation par les nucléases;

▨ L'optimisation de la structure des nanoparticules améliore la perméabilité des médicaments à base d'acide nucléique dans les tissus;

▨ Modification du système de délivrance pour améliorer l'efficacité de la liaison aux cellules cibles et l'absorption cellulaire;

▨ Y compris des peptides, des polymères et des lipides ionisables pour améliorer l'efficacité d'échappement des endosomes.

Le premier champ d'entrée de la thérapie par ARNm est le domaine des vaccins thérapeutiques contre le cancer, qui nécessite une norme de sécurité inférieure. Avec la poursuite de l'optimisation de l'ARNm IVT et la réduction supplémentaire des effets secondaires inflammatoires, l'ARNm IVT est entré dans le deuxième domaine d'application, c'est-à-dire le domaine de la vaccination. Il existe différentes études cliniques passées et en cours sur l'ARNm IVT dans le domaine de la vaccination et de la vaccination contre le cancer.

En dehors de ces deux domaines, les gens s'intéressent à l'ARNm IVT en tant que thérapie de remplacement des protéines. Cependant, ceci est très difficile car cela nécessite une expression ciblée de l'ARNm et une administration répétée, et dans certains cas même une administration systémique. Ces exigences signifient que le système doit avoir une sécurité élevée, ce qui est très difficile. Récemment, la thérapie par ARNm est également entrée dans le domaine de l'édition génique.

L'essentiel de la recherche et du développement d'ARNm se concentre dans le domaine des vaccins pour plusieurs raisons:

▨ Par rapport aux vaccins, la thérapie de remplacement des protéines nécessite une expression protéique plus élevée, et les vaccins n'ont besoin que d'une quantité relativement faible d'expression d'antigène pour activer le système immunitaire humain;

▨ Le traitement de remplacement des protéines nécessite généralement une expression continue des protéines, de sorte qu'une administration fréquente peut être nécessaire, alors que les vaccins n'ont besoin que de quelques fois;

▨ La molécule d'ARNm elle-même est immunogène, ce qui est plus propice à l'effet du vaccin;

▨ La thérapie de remplacement des protéines nécessite la modification post-traductionnelle correcte de la protéine. Le processus de modification peut avoir des résultats différents dans différentes cellules. Par conséquent, il est nécessaire de fournir de l'ARNm à la cellule appropriée pour obtenir de meilleurs résultats. À l'heure actuelle, une livraison ciblée est encore difficile à réaliser.

En plus des vaccins, l'ARNm en tant que thérapie de remplacement des protéines est également à l'étude. En particulier l'utilisation d'ARNm codant pour des anticorps pour l'immunothérapie, de nombreux produits sont entrés au stade préclinique ou clinique; par rapport à l'administration unique de chaque injection d'anticorps, la traduction de l'ARNm après son entrée dans le corps humain peut durer plusieurs jours, on s'attend donc à ce qu'elle réduise la fréquence d'administration; et l'ARNm peut pénétrer dans la cellule, de sorte qu'il peut coder des anticorps contre des cibles intracellulaires; en même temps, l'ARNm peut coder pour une variété d'anticorps, et il est plus facile de produire un ARNm qui peut coder pour plusieurs anticorps que de produire directement plusieurs anticorps.

Origine de l'anticorps ARNm

Hoerr et coll. a d'abord proposé le concept d'utilisation de l'ARNm pour coder une protéine d'anticorps dans une demande de brevet en 2008, et l'ARN code pour l'anticorps (EP 2101823 B1). En mars 2017, Pardi et al. a publié le premier article sur la faisabilité de l'utilisation de l'ARNm pour la vaccination passive.

Dans cet article, m1ψ contient l'ARNm codant pour les chaînes légères et lourdes de VRC01 (un anticorps largement neutralisant contre le VIH-1), qui est administré par voie systémique sous forme de nanoparticules liposomales, LNP. Pardi et coll. a également confirmé que l'injection intraveineuse des nanoparticules de liposomes peut exprimer efficacement la protéine cible dans le foie.

Une seule injection intraveineuse de 30 μg d'ARNm-LNP exprimant l'anticorps VRC01, le taux de VRC01 dans le sérum atteint un pic à 24 heures, et diminue progressivement avec le temps, jusqu'à la prochaine injection le 11ème jour. L'ARNm-LNP codant pour l'anticorps VRC01 est meilleure que l'administration directe de l'anticorps VRC01 dans la prévention du VIH-1 dans des modèles murins.

Quelques mois plus tard, Thran et d'autres ont confirmé la faisabilité de l'utilisation de l'ARNm pour la vaccination passive dans trois modèles de maladies différents: comme thérapie anti-pathogène (modèle de la rage), comme thérapie antitoxine (modèle de botulisme) et comme thérapie anti-pathogène. (modèle de la rage). Thérapie antitumorale (modèle de lymphome).

Des expériences ont montré qu'une seule injection d'ARNm-LNP codant pour des anticorps monoclonaux ou des anticorps à chaîne lourde de chameau (VHH) est suffisante pour établir des titres d'anticorps sériques rapides, puissants et durables dans le corps. Ces anticorps à titre élevé peuvent protéger complètement les souris contre les attaques virales ou l'empoisonnement, et peuvent éliminer les cellules tumorales dans les modèles murins.

En outre, les chercheurs ont également étudié la tolérance générale du traitement ARNm-LNP. Bien que certaines cytokines circulantes présentent de faibles augmentations à court terme, cette faible augmentation n'empêche pas l'expression de protéines riches. Plus important encore, l'histopathologie du foie, l'organe cible des ARNm-LNP, n'a révélé aucun signe d'anomalie ou d'inflammation.

Au cours de la même période, le troisième chercheur Stadler et al. a rapporté l'étude préclinique de l'ARNm utilisé dans la construction de l'anticorps bispécifique BiTE. Montre un fort effet anti-tumoral. Par rapport aux médicaments anticorps monoclonaux, les médicaments anticorps bispécifiques traditionnels ont un processus d'expression et de purification plus compliqué et fastidieux.

L'anticorps acide nucléique ARNm a un bel avenir
Figure 1: Vue d'ensemble de la conception d'anticorps d'acide nucléique

Afin de résoudre ces problèmes, Stadler et al. a conçu un ARNm modifié par IVT, qui code des anticorps bispécifiques, appelés RiboMAB, qui ciblent la molécule CD3 liée au récepteur des lymphocytes T et l'un des trois antigènes associés aux tumeurs (TAA). Comparé aux anticorps bispécifiques traditionnels à base de protéines, Ribomab est plus facile à utiliser et nécessite une dose plus faible pour produire des Abs qui obtiennent des effets thérapeutiques.

Mais le principal avantage est qu'en termes de développement, vous pouvez facilement fabriquer l'ARN correspondant en modifiant l'ADN et en le comparant à la structure de l'anticorps candidat. Cette procédure rapide permet l'évaluation de différents anticorps dans un court laps de temps.

Quelques microgrammes d'ARNm codant pour les RiboMAB peuvent être injectés par voie intraveineuse pour obtenir une expression rapide des anticorps dans le foie et circuler dans la circulation sanguine. Le niveau de RiboMAB dans le sang atteint son maximum en quelques heures et peut maintenir une concentration thérapeutique pendant environ une semaine.

Des expériences ont montré que les RiboMAB sont testés dans des modèles de souris xénogreffes avec des tumeurs ovariennes plus grosses. Le traitement de 3 semaines par RiboMAB a complètement éliminé la tumeur, ce qui était comparable à l'efficacité de l'anticorps bispécifique recombinant correspondant, bien que ce dernier ait nécessité trois utilisations pour atteindre le même degré d'éradication de la tumeur.

Les études discutées ci-dessus nécessitent que le foie agisse comme un bioréacteur pour traduire l'ARNm et fournir des anticorps systématiquement pour délivrer l'ARNm à travers la veine. La différence est que Tiwari et al. ont rapporté l'administration locale de palivizumab et d'ARNm de VHH codant pour l'anticorps monoclonal anti-virus respiratoire syncytial (RSV) (palivizumab).

Etant donné que la protection contre une infection par le virus respiratoire syncytial ne nécessite que des anticorps protecteurs dans les poumons, plutôt que dans le corps entier, la délivrance locale d'ARNm codant pour Ab est plus avantageuse. Les auteurs ont utilisé du palvizumab sécrétoire et ancré dans la membrane ou du VHH anti-rsv codé par de l'ARNm nu pour les délivrer aux poumons par aérosol intratrachéal.

Des études ont montré qu'en utilisant cette méthode de délivrance, jusqu'à 45% des cellules pulmonaires présentent une expression d'anticorps détectable, entraînant une infection par le RSV, l'Ab sécrété peut être maintenu pendant 4 jours et le VHH ancré peut être maintenu pendant 7 jours. L'infection virale est considérablement réduite. Plus important encore, l'ARNm nu est délivré par aérosol trachéal, et aucune augmentation significative de l'expression des cytokines n'est observée dans les poumons dans les 24 heures après le traitement.

Difficultés et défis du codage de l'ARNm d'anticorps

L'instabilité de l'ARNm est que l'idée de son application en traitement est pleine de défis. Afin d'améliorer la stabilité moléculaire et la traduction des protéines, les chercheurs ont apporté une série de modifications au vecteur utilisé pour produire l'ARNm et l'ARNm synthétique lui-même.

Le modèle de transcription in vitro de l'ARNm se compose de cinq éléments structurels agissant en cis, de 5 'à 3' comme suit:

▨ Structure de chapeau optimisée;

▨ Optimisé 5'UTR;

▨ Séquence de gène cible optimisée;

▨ Optimisé 3'UTR;

▨ Queue polyA d'acide polyadénylique optimisée. Ces éléments structurels agissant en cis sont optimisés en continu pour obtenir de meilleures caractéristiques d'ARNm.

Les structures poly-A-tail et cap sont d'une grande importance pour la traduction efficace de l'ARNm et la désintégration stable de l'ARNm, tandis que l'UTR contrôle la traduction et la demi-vie de l'ARNm. Enfin, la purification et l'incorporation de nucléosides modifiés, y compris le 1-méthylpseudouracile (m1ψ), comme la chromatographie liquide à haute performance, rend l'immunogénicité de l'ARNm non immunogène et améliore considérablement l'efficacité de la traduction.

Jusqu'à présent, une variété de produits codant pour l'ARNm d'anticorps sont entrés au stade préclinique ou clinique, et cette expression et cette efficacité doivent être davantage vérifiées sur le corps humain. Des études antérieures sur un autre type de protéine sécrétée, l'érythropoïétine, ont montré que les résultats des modèles murins peuvent être appliqués à de grands animaux, tels que les porcs domestiques et même les primates. Ces résultats nous donnent l'espoir que les données d'anticorps codés par ARNm dans le modèle murin peuvent également être analogues à celles des humains.

Trois principes pour la faisabilité de la pharmacie d'anticorps monoclonaux:

▨ Le titre d'anticorps sériques augmente rapidement après l'injection;

▨ L'anticorps sérique d'Emperor Capital est suffisamment élevé pour jouer un rôle protecteur et thérapeutique;

▨ La demi-vie des anticorps sériques est suffisamment longue. L'augmentation et le niveau des anticorps monoclonaux dépendent de la formulation et de la voie d'administration du médicament.

La plupart des méthodes de délivrance d'ARNm qui ont été développées sont basées sur la formation de nanoparticules, telles que l'utilisation de liposomes, de polymères et de peptides. Pardi et coll. ont constaté que l'ARNm encapsulé dans des nanoparticules lipidiques peut produire des niveaux élevés de protéines pendant une période plus longue lorsqu'il est administré par plusieurs voies. Jusqu'à présent, seuls les vecteurs de nanoparticules lipidiques ont été utilisés pour l'ARNm codant pour Ab. En plus de la forme d'ARNm, le système de délivrance affecte également le titre des anticorps sériques.

Il existe trois voies d'administration principales pour les vaccins à ARNm actuellement étudiés: l'administration locale (par exemple, intrapulmonaire, intradermique et sous-cutanée), l'administration ciblée (ganglions lymphatiques) ou l'administration systémique (veineuse). Des études récentes ont montré que les titres d'anticorps peuvent être détectés le premier jour après l'injection intraveineuse d'ARNm codant pour des anticorps. Jusqu'à présent, seules les études de Tiwari et al. ont montré des données sur l'administration locale d'aérosols intratrachéaux dans les poumons. A l'exception de ces deux modes d'administration, aucune autre voie d'administration n'a été détectée avec l'ARNm codant pour Abs.

Compte tenu des schémas thérapeutiques approuvés, il est très important de cibler la délivrance d'ARNm à l'organe d'intérêt pour minimiser la quantité de médicament nécessaire pour provoquer une toxicité systémique, une réponse immunitaire anti-anticorps et atteindre des niveaux thérapeutiques. De plus, la délivrance ciblée peut également réduire la quantité d'ARNm atteignant la cellule cible, réduisant ainsi l'anticorps codé par la cellule.

Les doses thérapeutiques d'anticorps recombinants actuellement utilisées sont généralement très élevées. Jusqu'à présent, il n'est pas clair si ces doses élevées peuvent être obtenues par l'administration d'ARNm codant. Malgré cela, il y a encore des gens qui sont optimistes quant à l'utilisation de l'ARNm comme médicament thérapeutique par rapport aux anticorps recombinants.

▨ Tout d'abord, parce que l'anticorps est exprimé in situ, il réduit la concentration locale élevée en protéines pour obtenir l'effet thérapeutique.

▨ Deuxièmement, sur la base des doses testées jusqu'à présent, aucune saturation ou toxicité limitant la dose des anticorps médiés par l'ARNm n'a été détectée.

▨ En outre, l'optimisation de l'ARNm ciblé et l'amélioration de la formule peuvent encore améliorer considérablement l'efficacité.

La demi-vie sérique de l'Ab codée par l'ARNm dépend de la demi-vie de l'Ab lui-même d'une part, et de l'ARNm codant pour l'Ab d'autre part. Plus spécifiquement, la demi-vie du premier stade est déterminée par la demi-vie de l'ARNm et de la protéine, tandis que la demi-vie du deuxième stade est presque entièrement déterminée par les caractéristiques de la protéine.

Cela signifie que la demi-vie des protéines à courte durée de vie peut bénéficier de manière significative de l'expression de l'ARNm. Pour les protéines à longue durée de vie, l'utilisation de la plate-forme d'expression de l'ARNm n'a pas d'effet significatif sur la durée de l'effet thérapeutique, mais la demi-vie de l'ARNm contribue au pic d'expression. De plus, la taille de la molécule d'anticorps limite son applicabilité au format ARNm. Par exemple, le sous-type d'IgG couramment utilisé est de l'ordre de 150 kDa.

De plus, les anticorps sont des protéines complexes multi-domaines qui doivent être assemblées correctement. Afin de surmonter les limitations de taille et de stabilité des anticorps monoclonaux codés par ARNm, de nombreuses recherches ont été menées sur les anticorps à chaîne lourde (VHH) et les petites protéines d'échafaudage non anticorps.

Il existe deux types d'échafaudages non anticorps, à savoir (i) des composés de la taille d'un domaine (6 à 20 kDa), tels que les alphabodies DARPins, et (ii) des peptides contraints (2-4 kDa). Différents stents sont actuellement en recherche académique, aux stades de développement préclinique et clinique, et ont montré un grand potentiel en termes d'affinité, de neutralisation de la cible et de stabilité.

Cependant, les échafaudages sans anticorps sont également confrontés à leurs propres défis, dans lesquels la demi-vie sérique et la pénétration tissulaire sont les plus importantes. Il est particulièrement intéressant d'étudier l'efficacité de l'ARNm codant pour les échafaudages non anticorps, car la plate-forme d'ARNm peut avoir un effet positif sur la demi-vie sérique, comme décrit ci-dessus.

Afin d'éviter des processus compliqués de production et de purification et des modifications post-traductionnelles anormales d'anticorps monoclonaux à base de protéines, des méthodes alternatives de production, de gestion et de test rapides des anticorps monoclonaux sont actuellement à l'étude. La thérapie par acide nucléique a un grand potentiel car elle est simple, rapide et rentable, ne nécessite pas d'infrastructure de laboratoire complexe et coûteuse, et tous les ARNm ont un processus de production commun. Les progrès récents de l'ARNm, y compris les améliorations de la transcription in vitro, ont accru l'intérêt pour le potentiel thérapeutique de cette biomolécule.

Contrairement à l'ADN, l'ARNm n'a besoin que d'atteindre le cytoplasme pour induire l'expression des protéines, et il n'y a pas de risque évident de mutation d'insertion. Par rapport à la plate-forme à base de protéines, la plate-forme de thérapie Ab à base d'ARNm présente différents avantages.

▨ Premièrement, l'expression d'Ab codée par l'ARNm peut être détectée en quelques jours.

▨ Deuxièmement, la forme d'ARNm est plus facile à produire des anticorps intracellulaires.

▨ Troisièmement, comme la protéine est composée de 20 acides aminés différents, les propriétés physiques et chimiques des différentes protéines sont différentes, ce qui signifie que le tampon de stockage et la formule de chaque protéine doivent être optimisés séparément.

L'ARNm n'utilise que quatre nucléosides, ce qui fait que sa structure a fondamentalement les mêmes caractéristiques physico-chimiques, quelles que soient les propriétés physicochimiques de la protéine qu'il code. Une stratégie basée sur l'ARNm codant pour un anticorps a été rapportée, et cette stratégie a progressivement mûri au cours des dernières décennies.

Jusqu'à présent, l'applicabilité de la plate-forme d'ARNm pour la thérapie par anticorps a été étudiée dans le contexte des antitoxines, des maladies infectieuses et de l'oncologie. Bien que les rapports initiaux aient indiqué que l'ARNm est une plateforme émergente de transfert de gène d'anticorps, le développement ultérieur des mAb à base d'ARNm est limité par le besoin de systèmes de délivrance sûrs et efficaces.

De plus, l'ARNm ne peut produire que des modifications post-traductionnelles de l'anticorps dans son état naturel. La stratégie d'augmentation de la demi-vie sérique des anticorps par modification ne peut pas être réalisée sur la plateforme des anticorps codés en ARNm.

Pour l'immunité passive, une sécurité très élevée est requise. Au cours des dernières décennies, les gens ont effectué différentes optimisations sur l'ARNm IVT pour éviter l'activation immunitaire nocive et l'induction de cytokines des récepteurs de reconnaissance de l'ARN cellulaire. La réponse ADA (anticorps anti-médicament) et l'émergence transitoire de cytokines sont toujours. Elle peut être détectée, ce qui entrave l'applicabilité clinique des médicaments à ARNm, en particulier lorsque de multiples administrations à forte dose sont nécessaires.

Il est à noter que lorsque les nanoparticules sont administrées à plusieurs reprises, elles peuvent également induire une activation pseudoallergique du complément. Puisque les souris ne sont pas sensibles aux pseudoallergies d'activation du complément induites, une analyse plus minutieuse de la formulation est nécessaire.

Exemples de recherche

Récemment, un groupe de scientifiques a conçu une toute nouvelle thérapie, qui devrait introduire de l'ARNm codant pour des anticorps efficaces chez les animaux et synthétiser des anticorps in situ pour traiter les maladies. Cette percée innovante a été publiée dans Science Immunology, un sous-numéro de «Science».

Nanobodies codés par ARNm et leurs applications, en particulier dans le domaine de la médecine des Nanobodies. Afin de résoudre les problèmes ci-dessus, une nouvelle idée et un système de méthode pour réguler les protéines intracellulaires avec des nanocorps codés par ARN. Un nanocorps codé par l'ARNm, l'information codée portée par l'ARNm est reconnue, traduite et exprimée dans la cellule pour produire un nanocorps monocaténaire qui peut se lier à la protéine cible.

Le procédé peut interférer efficacement et spécifiquement avec la fonction des protéines liées à la maladie dans la cellule, et ainsi atteindre l'objectif de traitement de la maladie. Dans le même temps, cette méthode est différente de la stratégie couramment utilisée pour exprimer des Nanobodies dans des cellules en utilisant de l'ADN ou un virus comme vecteur. Cette méthode élimine le risque d'altérer la séquence du génome de la cellule hôte et est sûre et facile à supprimer. Il convient parfaitement à la conception et à la production de médicaments cliniques. besoin

La maladie ciblée dans cette étude est l'infection par le «virus chikungunya» (CHIKV). Bien que cela ne soit pas aussi largement préoccupé que le cancer ou la maladie d'Alzheimer, cela représente une énorme demande médicale inachevée. En l'absence de traitements existants, les patients ne peuvent compter sur leur propre immunité que s'ils veulent vaincre cette maladie.

Les chercheurs ont trouvé un patient qui s'auto-guérissait et analysé les cellules B de son corps. Cette analyse a révélé une série d'anticorps monoclonaux neutralisants puissants contre l'infection par le CHIKV. Parmi eux, un anticorps monoclonal appelé CHKV-24 a la plus forte capacité anti-infectieuse in vitro.

Par la suite, les chercheurs ont confirmé que cet anticorps d'origine humaine peut également protéger les souris. 24 heures après l'injection d'anticorps purifiés, les chercheurs leur ont injecté une quantité mortelle de virus. Les résultats ont montré que les souris ayant reçu une dose élevée (10 mg / kg) et une dose moyenne (2 mg / kg) d'anticorps CHKV-24 avaient un taux de survie de 100%! Les souris qui ont reçu la dose la plus faible (0,4 mg / kg) de l'anticorps avaient également un taux de survie de 50%. Ces résultats indiquent que l'anticorps isolé de patients humains peut en effet protéger les souris.

Afin de comprendre si l'ARNm codant pour l'anticorps CHKV-24 peut également jouer un rôle protecteur, les chercheurs ont obtenu la séquence de l'ARNm et ont utilisé des nanoparticules lipidiques pour encapsuler l'ARNm. Après avoir été injectés à des souris, ces ARNm peuvent fonctionner et exprimer avec succès les anticorps CHKV-24 humains.

Par la suite, les chercheurs ont utilisé des souris immunodéficientes pour les tests. Dans des circonstances normales, ces souris sont extrêmement sensibles à l'infection par le CHIKV et sont difficiles à survivre. Lorsqu'elles ont été injectées dans l'ARNm codant pour l'anticorps CHKV-24, ces souris ont vraiment développé une résistance à la quantité létale du virus, et la résistance est devenue plus forte avec l'augmentation de l'ARNm-dans le groupe de dose le plus élevé, les 21 jours infectés par le virus. plus tard, le taux de survie des souris reste toujours de 100%! Dans le groupe témoin, toutes les souris sont mortes après seulement 4 jours! À l'heure actuelle, un essai clinique humain de phase 1 a été officiellement lancé pour évaluer l'innocuité et la tolérabilité de cette thérapie par ARNm.

«L'utilisation du mécanisme propre du corps pour produire des anticorps et l'utilisation de l'ARNm pour produire des anticorps contre le CHIKV devrait être une méthode puissante pour lutter contre cette maladie», a déclaré le professeur James Crowe, l'auteur correspondant de cette étude. «Nous sommes très heureux de voir que les premiers travaux peuvent aider. Nous avons contribué à la recherche préclinique et nous sommes impatients de voir les résultats de l'essai clinique de phase 1. »

Application d'anticorps codés par des acides nucléiques
L'anticorps acide nucléique ARNm a un bel avenir

Conclusion

Les anticorps ont montré des effets curatifs uniques dans les domaines de l'anti-infection, du traitement du cancer, des maladies respiratoires, du métabolisme et des maladies cardiovasculaires. Le temps, l'argent et la purification de la production d'anticorps, et les processus complexes en aval doivent inciter les gens à essayer plus de possibilités. Le codage de l'ARNm d'anticorps est une option de traitement viable, qui peut éviter des processus compliqués de production et de purification et les problèmes de modification post-traductionnelle anormaux inhérents aux AcM protéiques.

Néanmoins, pour remplacer avec succès le format actuel des anticorps protéiques, les méthodes d'ARNm doivent surpasser leurs propres défis, qui sont principalement la délivrance de médicaments et les niveaux d'immunogénicité de l'ARNm. Cependant, avec l'émergence de l'ARNm en tant que méthode de traitement et la croissance continue de la recherche sur ce sujet, la thérapie de l'ARNm codant pour l'anticorps est susceptible d'être développée et améliorée au cours des prochaines années.