Une nouvelle méthode de transfection de cellules

La thérapie génique se présente comme une nouvelle méthode pour soigner diverses maladies génétiques, ainsi que le cancer. Elle consiste à injecter des gènes corrects dans des cellules malades, ou bien un ADN spécial pour tuer des cellules ou stimuler une réponse immunitaire. La fourniture efficace de cet ADN dans les cellules est essentielle à la réussite de la thérapie.

Les lipides cationiques servent souvent à injecter de l'ADN dans les cellules, à cause de leur charge. Ces complexes peuvent aussi être fonctionnalisés en surface par du polyéthylène glycol (PEG) et des peptides de signalisation, pour cibler leur administration et faciliter leur pénétration.

Le projet TRANSFECTDNA ("Surface functionalised" cationic liposome-DNA complexes containing peptide-lipids with poly(ethylene glycol) spacers: structure, transfection efficiency and interactions with the cytoskeleton), financé par l'UE, voulait approfondir la compréhension de la formation de complexes entre l'ADN et des liposomes cationiques, ainsi que de leur interaction avec les cellules. Le but final était de dévoiler les mécanismes en jeu et de déterminer les paramètres clés de la fourniture et de la libération des gènes.

Les chercheurs ont pour cela employé des techniques innovantes, ainsi que la diffusion de rayons X à angles petits (SAXS). Ils ont construit un appareil à rayons X disposant d'une puce microfluidique et d'un porteur de prélèvements microfluidique, pour conduire simultanément in situ une SAXS et une imagerie du prélèvement. Pour valider la fonctionnalité du nouveau dispositif, les chercheurs l'ont utilisé pour étudier deux systèmes modèles de cristaux liquides.

Le dispositif microfluidique couplé à la diffusion de rayons X s'est avéré convenable pour étudier in situ les transitions de structure, et mettre en évidence les voies de la dynamique complexe d'assemblage. Les scientifiques ont pu étudier l'auto-assemblage de neurofilaments protéiques, car ce nouvel appareil restitue mieux l'environnement naturel des axones.

Ensuite, la préparation de nanoparticules d'ADN-lipides dans l'instrument a montré que la technique de décalage par solvant pouvait servir à optimiser la formation des complexes. L'analyse via SAXS de complexes d'ADN et de liposomes de PEG a montré qu'ils avaient une taille bien définie dans l'eau, modifiée après une incubation dans du sérum.

Le nouveau dispositif microfluidique devrait permettre de préparer des particules ADN-lipides en contrôlant le nombre de couches et en ajoutant une fonctionnalisation. L'observation directe de la complexation devrait être particulièrement utile pour les universités et le secteur pharmaceutique.