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L'interference à ARN : du laboratoire à la clinique - Coggle Diagram
L'interference à ARN : du laboratoire à la clinique
Intro
siARN : 20taine de nt, asso à RISC et dégradation d'un brin et reste brin guide pour dégrader ARN cible
miARN : primaire maturé par Drosha puis passage dans cyto pour maturation par DICER → 20taine de nt + RISC → brin guide va guider complexe pour blocage trad et dégradation ARNm (clivage qui si hybridation parfaite sinon hybridation sur région particulière de 7nt → cible unique)
Strat : vectoriser ac nucléique car passage membranaire compliqué
siARN
Chargé très négativement
Entre difficilement dans cellules → possibilité de faire passer la mb par modif ou vectorisation
Avantages ARNi en thérapeutique
Grande spécificité surtout pour siARN
Polyvalent : synth par rapport à séq donné donc peut cibler pratiquement tous les gènes
Efficacité : taux d'extinction de 90-100%
Importance design/synth : tous les siARN ne fonctionnent pas de la même façon selon cible
siRNA in vivo
Identif° cible
Barrières
Administration
Nu ou protégé par syst de vecteur viral ou non
Franchir mb par voie endosomale et se liberer de l'endosome pour ne pas etre dégradé par lysosome
Effets hors cibles
Peuvent être rapidement dégradé, capturé (macro) ou éliminé (foie, rein)
Demi-vie longue dans le sang : min-heures
Effet off target
Du brin passager : abs dégradation → va se fixer sur 3' → répression de certains ARNm n'étant pas la cible
Du brin guide : 100taine de cibles possibles donc il faut toujours utiliser un autres siARN ciblant une autre région de la cible pour valider résultats
Modifs chimiques
Soumis à l'action de RNase donc modif pour l'empêcher
Modif du sucre (ribose) : 2'-O-méthyle ou LNA = pont méthylène entre hydroxyle 2 et C4
Permet protection contre nucléase donc augmente demi-vie mais aussi efficacité en facilitant incorporation. Diminue aussi effet off target et act immunostimulatrice
→ modifs sur brin passager sinon perte de l'interference du brin guide
Vectorisation
Rend les particules furtives et meilleure pénétration
Groupement PEG autour de la particule reco par opsionine → dégradation par macro
Greffe élément à la surface pour permettre ciblage : Ac, aptamère, conjugué cholesterol, NP (...)
Ex essai clinique sur degenerescence maculaire liée à l'âge = DMLA
DMLA : néoangio de la rétine partant du centre
siARN de VEGF ou VEGFR pour bloquer angio → intra oculaire
Modèle murin et certains vectorisé par cholesterol
→ baisse angio contre forme murine vectorisée MAIS ctrl avec siARN de GFP, Luc et RISC free qu'il n'y a pas chez H et souris → tout de même réduction de néo angio
Serait lié à réponse inflammatoire → vérifié par KO d'acteurs inflam comme R IFNa et g ou IL12-R
KO TLR3 : perte de l'effet de siARN → baisse de la néo angio implique TLR3
→ siARN ne fonctionne pas via cible mais via réponse inflam → réponse non spé
Reprise des études dans un autre article : utilisation siARN très immunostimulateur tandis que ctrl non stimulatrice → pas lié à off target mais à l'immunostimulation ce qui réduit espoir thérapeutique
Choix voie administration
Vasculaire, péritonéale, dermale, musculaire, nasale, trachéale, cérébrale (...)
Diffère selon organe car voie affecte dose totale ncssaire, distrib efficace aux tissus, effets secondaires, besoin de modif chimiques, ncssité d'utilisation d'un agent facilitant l'administration
Réponse immunitaire
Tous ARN > 30b induisent réaction anti virale spé chez Vertébrés et Mamm. (siARN + petit mais quand même RI)
Effet immunostimulateur
TLR 7/8 : endosome, cell immunes (ARNsb)
TLR 3 : membrane plasmique et endosomes, cellules épithéliales et immunes (ARNsb)
PKR et hélicases RIG-1 et MDA5 : cytoplasmiques, tous types cellulaires ? (ARNdb)
Bénéfiques → effets conjoints ARNi et immunostimulation IFNa via RIG-1 ; effet immunostimulateur seulement : polyIC IFNa via PKR ; effet immunostimulateur via TLR utilisés dans de nombreux cas : adjuvant de vaccins, antivirauxn anticancéreux...
Indésirables → induction IFN la plupart du temps ; réaction systémique très variable selon organisme et imprévisible ; essai chez H avec IFN n'ont pas dépassé phase I ou II? ; Test d'un Ac mono anti CD8 en GB entraîne grave pb en phase I
Perspectives d'utilisation de siARN
Eponge à protons (ex du PEI) → entrée protons dans vésicule/endosome couplé à efflux Cl- → perturbe osmolarité endosomale changeant c° ionique → gonflement polymère → rupture endosome ce qui relargue ARNi
Eviter RI car on connaît mtn les séq
Pb : biodistrib dans corps entier mais 1er résultats prometteurs pour utilisation locale
Thérapies
miARN mimétiques : restaura fonction normale de suppression tumorale → duplex ARN modifié chimiquement, vecteur d'exp° de ARN pol II, aptamère/miARN conjugués
Anti-miARN : inhibition miARN oncogénique et restaure GST → oligont anti sens (AMO), ac nucléique (LNA), antagomir, éponges, masques, inhibiteurs
Agents thérapeutiques
miARN mimétique
Modèle murin cancer du foie avec vectorisation virale
miR-26a ré introduit et effet d'intéret :check:
siARN + miARN
Même cible
Repression oncog via les deux mais miARN va moduler d'autres cibles à effet oncogénique
Effet synergique pour diminution croissance tumorale
Cibles thérapeutiques
AMO : fragment ADN modifié vont se fixer sur miARN et bloquer
Antagomir : ARNsb modifié chimiquement et conjugué au cholesterol → augmente stabilité ARN et protège de la dégradation → n'induit pas de RI (efficace in vivo chez souris)
LNA : pont methylene entre 2'-O et C4 bloque dans une certaine conformation → ok in vivo chez souris et primates (bonne biodispo, abs tox, demi vie courte, effet "long" terme)
Cancer
Rôle GST de miR-22 : diminution développe phénotype infam, fibrose et hépatomes
miARN comme agent thérapeutiques en cancero
:red_cross: 1er miARN ther phase I → réponse inflammatoire et immunitaire → 4 décès
1er médicament basé sur ARNi : FDA intronise médicaments ARNi et approuve siARN pour foie, ttt amyloïdose héréditaire à transthyrétine (:check: H) et polyneuropathie
Premier succès qui en appelle d'autres → ttt porphyrie hépatique aiguë
Challenges et futures directions
Identifier meilleurs candidats de miARN ou de cible pour tous les types de maladies
Design de la véhiculation des miARN pour haute stabilité, ciblage tissu spé et éviter toxicité et effets off targets