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Espoir pour la Déficience en Lipase Acide Lysosomale

De nouvelles recherches proposent des traitements prometteurs pour la déficience en lipase acide lysosomale.

Matthias Zadory, Elliot Lopez-Vince, Hamza Haddouch, Samuel Babity, Nastaran Rezaei, Fatma Moawad, Rita Maria Kenaan El Rahbani, Nemanja Vujic, Vincent Q. Trinh, Dagmar Kratky, Simon-Pierre Gravel, Davide Brambilla

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Avancées dans les Avancées dans les traitements de la déficience en LAL acide lysosomale. émergent pour la déficience en lipase De nouvelles thérapies prometteuses
Table des matières

La Déficience en Lipase Acide Lysosomale (LAL-D) est un trouble génétique rare qui affecte la capacité du corps à décomposer certains graisses. Ce problème survient quand il n'y a pas assez d'une enzyme appelée lipase acide lysosomale (LAL). LAL est super important pour décomposer les esters de cholestérol et les triglycérides. Sans assez de LAL, des substances grasses s'accumulent dans différents organes, surtout le foie et la rate. Cette accumulation peut causer de graves problèmes de santé.

Comment se Développe la LAL-D ?

La LAL-D est causée par des mutations dans un gène connu comme LIPA. Ces mutations peuvent complètement arrêter ou réduire considérablement l'activité de LAL. Il y a deux formes principales de la maladie : la maladie de Wolman (WD) et la maladie de stockage des esters de cholestérol (CESD).

La maladie de Wolman est la forme la plus grave, apparaissant généralement chez les nourrissons. Elle peut entraîner un foie et une rate agrandis, une insuffisance hépatique, une malnutrition et des graisses dans les selles. Malheureusement, les nourrissons atteints de cette forme ne survivent souvent pas au-delà de six mois.

D'un autre côté, la CESD a généralement un début moins sévère et permet aux individus d'atteindre l'âge adulte. Cependant, ils peuvent être confrontés à un risque plus élevé de problèmes cardiaques, de cicatrices hépatiques et d'autres complications en vieillissant.

Symptômes de la LAL-D

Les symptômes peuvent varier énormément entre les deux formes de LAL-D.

Symptômes de la Maladie de Wolman :

  • Foie et rate agrandis
  • Insuffisance hépatique
  • Malnutrition
  • Mauvaise prise de poids

Symptômes de la Maladie de Stockage des Esters de Cholestérol :

  • Risque accru de maladies cardiaques
  • Cicatrices hépatiques
  • Fatigue

Bien que les nourrissons atteints de WD ne survivent souvent pas longtemps, ceux atteints de CESD peuvent vivre jusqu'à l'âge adulte mais peuvent faire face à de sérieux problèmes de santé.

Options de Traitement

Traiter la LAL-D peut être assez compliqué, et beaucoup d'options existantes n'ont pas donné les résultats escomptés. Les médecins peuvent essayer différentes approches selon la sévérité de la maladie.

Statines

Certains traitements impliquent des statines, qui sont des médicaments généralement utilisés pour abaisser les niveaux de cholestérol. Ils ont été utilisés pour tenter de réduire le cholestérol chez les patients avec la forme à début tardif de LAL-D. Cependant, les résultats n'ont pas été très prometteurs, et contrôler le cholestérol a été délicat.

Thérapie de Remplacement Enzymatique (ERT)

Ces dernières années, la FDA a approuvé une ERT spécifique pour la LAL-D appelée Sebelipase alfa (Kanuma). Cette thérapie fonctionne en fournissant un remplacement pour l'enzyme LAL manquante. Bien qu'elle ait apporté un certain espoir, elle a aussi eu des résultats mitigés. Certains patients ont développé des anticorps contre le traitement, ce qui signifie qu'ils n'ont pas bien réagi ou ont eu besoin d'ajuster leur dose.

Transplantation

Des transplantations de foie et des transplantations de cellules souches hématopoïétiques ont été tentées comme options de traitement, mais les résultats ont souvent été décevants.

Nouvelles Approches

Chercher de meilleures thérapies reste crucial. Les chercheurs explorent des méthodes innovantes qui pourraient mieux cibler les problèmes génétiques sous-jacents.

Thérapies à ARN Messager (ARNm)

Une piste prometteuse est la thérapie à ARN messager (ARNm). Les thérapies ARNm fonctionnent en instruisant les cellules à produire des protéines spécifiques, comme les enzymes manquantes dans diverses maladies. Dans le cas de la LAL-D, l'idée serait d'utiliser l'ARNm pour booster la production de LAL dans le corps.

Les chercheurs examinent des nanoparticules à base de lipides (LNP) comme transporteurs pour l'ARNm. Ces nanoparticules peuvent délivrer l'ARNm aux cellules où il est nécessaire. Elles ont montré des résultats prometteurs dans les études en laboratoire et sur les animaux.

Développement de la Technologie siRNA

Dans une étude innovante, des scientifiques ont utilisé la technologie siRNA pour réduire LAL dans les cellules hépatiques. Cela signifie qu'ils ont intentionnellement réduit LAL dans les cellules pour voir comment ils pourraient mieux tester les formulations ARNm-LNP.

Knockdown siRNA

Les chercheurs ont conçu des molécules siRNA spécifiques qui ciblaient l'ARNm responsable de la production de LAL. Lorsqu'ils ont introduit ces molécules siRNA dans les cellules hépatiques, ils ont réussi à réduire les niveaux de LAL, imitant ainsi la LAL-D.

Ce modèle leur a permis d'examiner comment différentes formulations ARNm-LNP pouvaient restaurer les niveaux et l'activité de LAL. Ils ont suivi l'efficacité de ces formulations dans le temps et observé les changements dans les cellules.

Screening des Formulations ARNm-LNP

L'équipe a utilisé une bibliothèque de différentes combinaisons ARNm-LNP pour trouver l'option thérapeutique la plus efficace. Cela impliquait de mélanger différents composants, y compris divers types de lipides.

Création de la Bibliothèque

Ils ont créé une bibliothèque de formulations différentes composées de quatre composants lipidiques clés. L'équipe a découvert que modifier les combinaisons et les ratios de ces lipides influençait énormément l'efficacité des formulations pour restaurer l'activité de LAL.

Les scientifiques ont réalisé des tests pour voir quelles combinaisons pouvaient réussir à livrer l'ARNm aux cellules cibles et induire l'expression des protéines. Ils ont même utilisé un dispositif de mélange microfluidique, ce qui a permis de générer les formulations de manière standardisée.

Screening In Vitro

Les chercheurs ont effectué des screenings in vitro approfondis en utilisant les ARNm-LNP formulés, observant comment ils pouvaient restaurer l'activité de LAL dans les cellules avec de faibles niveaux de LAL. Ils ont testé diverses combinaisons pour voir lesquelles fonctionnaient le mieux.

Résultats du Screening In Vitro

De ce screening, ils ont trouvé une formulation qui se démarquait du reste. Cette formulation, connue sous le nom de F23, a surpassé le traitement standard utilisé dans les cliniques, montrant de meilleurs résultats pour restaurer l'activité de LAL.

Les chercheurs ont également noté que F23 avait une délivrance efficace de l'ARNm, conduisant à une amélioration de la restauration de LAL dans les cellules hépatiques, ce qui était particulièrement excitant.

Évaluation In Vivo

Après avoir identifié des formulations prometteuses, l'équipe a effectué des tests in vivo sur des souris pour voir comment ces formulations fonctionneraient dans un organisme vivant.

Observation de la Biodistribution

Ils ont administré diverses formulations à des souris saines et ont surveillé comment l'ARNm se répandait dans le corps. La meilleure formulation, F23, a montré une bonne distribution et a pu délivrer efficacement l'ARNm hLIPA au foie et à la rate, qui sont des organes clés touchés par la LAL-D.

Effets à Long Terme sur les Souris

Dans une autre étude, les chercheurs ont spécifiquement examiné comment F23 a fonctionné chez des souris atteintes de LAL-D sur une période plus longue. Ils ont surveillé non seulement l'activité de LAL mais aussi la santé générale et la croissance des souris.

Surveillance de la Santé

L'équipe a remarqué que F23 réduisait considérablement les symptômes de la LAL-D chez les souris, surtout lorsqu'elle était administrée sur de longues périodes. Ils ont pu observer des améliorations du poids corporel et une réduction de la taille du foie et de la rate.

Réduction de l'Accumulation Grasse

Un aspect crucial de la LAL-D est l'accumulation de substances grasses dans le foie et la rate. Avec le traitement F23, il y a eu une réduction notable de la présence de lipides accumulés dans les deux organes, ce qui est de bonnes nouvelles.

En observant les tissus du foie et de la rate, les chercheurs ont confirmé une diminution des niveaux de lipides avec la formulation F23. Cela suggère que l'utilisation des ARNm-LNP peut cibler et réduire efficacement l'accumulation de lipides dans ces organes.

La Grande Image

À travers leurs recherches, les scientifiques commencent à mieux comprendre la LAL-D et travaillent vers des solutions qui pourraient changer la vie de ceux qui sont touchés par cette condition. L'utilisation d'approches innovantes peut offrir un nouvel espoir.

Perspectives Futures

En examinant comment diverses formulations fonctionnent, les chercheurs peuvent développer des traitements plus efficaces et mieux tolérés. Cela ouvre également la voie à des explorations supplémentaires de la thérapie à l'ARNm pour traiter d'autres troubles génétiques.

Conclusion

En résumé, la déficience en lipase acide lysosomale peut sévèrement affecter les individus, surtout les nourrissons. Bien que les options de traitement actuelles aient des limites, la recherche continue sur la thérapie ARNm et les formulations novatrices a montré des promesses. En ciblant efficacement les problèmes génétiques sous-jacents de la LAL-D, les chercheurs espèrent améliorer les résultats pour les patients, réduire l'accumulation de graisses et assurer un avenir plus sain pour ceux qui font face à cette condition.

Alors, croisons les doigts, on pourrait bientôt voir des solutions qui non seulement s'attaquent aux symptômes mais offrent aussi un remède plus permanent à ce vilain gourmand de lipides !

Source originale

Titre: Lipid-based nanoparticles deliver mRNA to reverse the pathogenesis of lysosomal acid lipase deficiency in a preclinical model

Résumé: Lysosomal acid lipase (LAL) is the only known enzyme that degrades cholesteryl esters (CEs) and triglycerides (TGs) in the lysosomes. LAL deficiency (LAL-D) results in hepatosplenomegaly with extensive accumulation of CEs and TGs, and can in the most severe cases be a life-threatening condition in early infancy. Using messenger ribonucleic acid (mRNA) for protein replacement is an innovative approach for the treatment of genetic disorders, but is challenged by a safe and efficient mRNA delivery. Here, we generated a combinatorial library of lipid-based nanoparticles (LNPs) for mRNA delivery and screened it in vitro and in vivo, which yielded a new formulation with a superior potency than an FDA-approved nanoformulation. This formulation efficiently delivered LAL mRNA and restored LAL activity in liver and spleen, mediating significant reversal of the pathological progression in an aggressive preclinical model of LAL-D. In vivo, the new formulation also promoted a more sustained and quantitatively higher LAL expression. In addition, repeated administration regimen mitigated hepatosplenomegaly, and targeted lipidomic analysis revealed strong diminution of CEs and TGs and of toxic lipid species in the liver and spleen. Transcriptomic analysis showed significant attenuation of inflammatory processes, fibrosis and several pathological pathways associated to LAL-D. These findings provide strong evidence that the intracellular production of LAL via mRNA-LNP is a very promising approach for the chronic treatment of LAL-D and support the clinical translation of mRNA therapy to overcome the challenges associated with traditional enzyme replacement therapies. One Sentence SummaryScreening of a mRNA-LNPs library yielded a formulation with outmost potency and mitigated the progression of LAL deficiency in a preclinical model.

Auteurs: Matthias Zadory, Elliot Lopez-Vince, Hamza Haddouch, Samuel Babity, Nastaran Rezaei, Fatma Moawad, Rita Maria Kenaan El Rahbani, Nemanja Vujic, Vincent Q. Trinh, Dagmar Kratky, Simon-Pierre Gravel, Davide Brambilla

Dernière mise à jour: 2024-12-08 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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