Gezielt andocken und Reaktionen beeinflussen: Aptamere
Grâce à leur structure tridimensionnelle, les aptamères ARN sont capables de se lier à d’autres molécules. De cette manière, il est possible d’influencer la fonction de ces molécules ou de les détecter.
Contrairement à ce qui est souvent présenté, les molécules d’ARN simple brin ne sont pas des bandes plates et allongées, mais forment des structures tridimensionnelles complexes en se liant à elles-mêmes à différents endroits, formant ainsi des arcs et des boucles qui se lient à leur tour entre elles. Il est possible de produire des ARN qui, grâce à leur structure tridimensionnelle, se lient spécifiquement à certaines molécules. Cela leur permet par exemple de détecter ces molécules ou de les empêcher de fonctionner. Ils ressemblent ainsi à des anticorps, c’est-à-dire à des protéines du système immunitaire capables de reconnaître des molécules étrangères et qui sont aujourd’hui utilisés dans de nombreuses thérapies. Ces molécules d’ARN sur mesure sont appelées aptamères (du verbe latin «aptare», qui signifie « adapter »).
Les aptamères peuvent être créés en faisant concourir une collection aléatoire de nombreux fragments d’ARN (appelés oligonucléotides) dans une sorte de compétition. On choisit tou- jours les ARN qui se lient fortement à la molécule cible. Au cours de plusieurs passages, on rend ensuite progressivement les conditions plus difficiles pour les ARN. Dans ce « processus de sélection évolutif», il reste finalement les ARN qui se lient le plus fortement à la molécule ou à la cellule cible. Ce processus est appelé «évolution systématique des ligands par enrichissement exponentiel» (en abrégé : SELEX).
Freiné par la liaison
La perte de la vue liée à l’âge peut avoir différentes causes. La dégénérescence maculaire humide en est une. Dans cette maladie, des œdèmes se forment sous la rétine. En raison de l’espace qui se forme entre la rétine et la couche moyenne de l’œil, les vaisseaux sanguins se développent de plus en plus dans la rétine, ce qui entraîne finalement le détachement des différentes couches de la rétine. Il en résulte des cicatrices qui entraînent une perte d’acuité visuelle considérable. Le médicament Pegaptanib est utilisé avec succès depuis 2004 pour traiter cette affection. Le Pegaptanib est injecté dans le corps vitré de l’œil, où l’aptamère se lie au facteur de croissance qui stimule la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, empêchant ainsi la propagation de nouveaux vaisseaux sanguins.
Les aptamères suscitent également des espoirs dans le trai- tement du cancer de la prostate. Les cellules des tumeurs de la prostate expriment l’antigène membranaire spécifique de la prostate, la PSMA. La PSMA est également présente dans les tissus sains, mais son taux est 8 à 12 fois plus élevé dans les cellules cancéreuses. Lors d’essais en laboratoire, le procédé SELEX a permis de développer des aptamères qui, en raison de leur structure tridimensionnelle, se lient à différents sites de la PSMA et freinent ainsi la croissance de la tumeur.
Détecter les agents pathogènes avant qu’ils ne causent des dommages
Les aptamères pourraient également s’avérer utiles pour détecter des agents pathogènes avant qu’ils ne nuisent à l’homme. On pourrait en effet utiliser de telles molécules d’ARN produites de manière ciblée pour détecter des organismes pathogènes dans l’eau potable. Pour ce faire, des aptamères spécifiques à l’agent pathogène – par exemple le germe multirésistant Staphylococcus aureus ou la Salmonella typhimurium responsable de maladies gastro-intestinales – sont déposés sur un support à l’aide de SELEX, qui est ensuite placé dans l’échantillon d’eau. Si les organismes recherchés sont présents dans l’eau, ils se lient aux aptamères. Des parasites peuvent également être détectés de la même manière - et mis hors d’état de nuire à temps.