Invention: ARNm stabilisé pour les nouvelles thérapies contre le cancer et les anomalies génétiques
La découverte de composés d'ARNm par les chercheurs polonais et américains a ouvert la voie à de nouvelles thérapies pour les cancers et les anomalies génétiques héréditaires, ainsi que pour la régénération des tissus. Jacek Jemielity, Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz et leur équipe ont inventé les composés S-ARCA bêta et B-ARCA bêta, qui sont désormais utilisés dans les vaccins et les médicaments anticancéreux.
La médecine personnalisée est actuellement
l'une des principales tendances dans le domaine scientifique. Elle repose sur
une individualisation des traitements à un niveau moléculaire qui vise
spécifiquement des patients individuels et leurs conditions particulières.
Grâce à un travail ciblé dans le cadre d'un
projet sur une durée de quatre décennies, les scientifiques polonais Jacek
Jemielity, Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz et leur équipe
américano-polonaise ont imprimé un nouvel élan au secteur de la biosynthèse des
protéines pour la médecine personnalisée avec leurs méthodes de stabilisation
de l'acide ribonucléique messager (ARNm).
Un ARNm plus stable est un outil décisif pour
lancer la production de protéines qui combattent directement le cancer et
d'autres maladies. L'invention brevetée met le système immunitaire à
contribution pour fabriquer des protéines thérapeutiques afin de lutter contre
la maladie. Cette approche peut conduire à de nouvelles approches pour traiter
des millions de personnes souffrant de cancers et d'anomalies génétiques. Elle
est actuellement soumise à des essais cliniques qui visent à tester cette
nouvelle génération de vaccins et de thérapies.
Bénéfices pour la société
Bien que les taux de survie au cancer se
soient fortement améliorés au cours des dix dernières années, le traitement de
la maladie peut avoir de lourdes conséquences pour les patients, en particulier
à cause des effets secondaires de la chimiothérapie. La médecine personnalisée
est la clé pour des thérapies ciblées d'une efficacité inégalée lorsque les
tests auxquels se soumettent les patients sont positifs pour certains marqueurs
génétiques.
Le potentiel thérapeutique de l'ARNm est très
prometteur, car il ouvre la possibilité de « programmer » le système
immunitaire humain pour produire des protéines afin de combattre des maladies
spécifiques. Les inventions de l'équipe peuvent se révéler un puissant atout à
mesure que les scientifiques libèrent tout le potentiel de l'ADN humain.
Actuellement, plus de 1 800 gènes pathogènes ont été identifiés et plus de
2 000 tests génétiques ont été mis à disposition, avec un génome humain
constitué au total de 20 000 gènes.
Avantages économiques
Les scientifiques de l’Université de Varsovie avaient une longueur d’avance avec la recherche de formes d’ARNm plus stables à visée thérapeutique : leurs travaux remontent aux années 1980. Après la découverte de composés d'ARNm prometteurs, les résultats furent confirmés et l’invention perfectionnée par une équipe du Health Sciences Centre de l'Université de l'État de Louisiane, aux États-Unis, dirigée par le professeur Robert E. Rhoads et le docteur Ewa M. Grudzian-Nogalska. En 2008, des brevets européens clés ont été déposés pour cette technologie ARNm et un partenariat a été établi avec la société biopharmaceutique allemande BioNTech afin de mettre l’invention brevetée sur le marché.
Les essais cliniques ont débuté en 2010, et dans les années suivantes BioNTech a commencé à vendre la technologie ARNm sous licence aux grosses
sociétés pharmaceutiques, notamment à la multinationale française Sanofi S.A.
et à la société américaine Genentech, désormais propriété de la multinationale
suisse F. Hoffmann-La Roche AG. Unissant ses forces à celles de Genentech,
BioNTech teste la technologie en tant que traitement autonome et en combinaison
avec le médicament anticancéreux de Roche, le Tecentriq.
Selon
des experts de Market Research Future, le marché international de la médecine
personnalisée devrait atteindre 72 milliards d'euros en 2022, un chiffre
plus de deux fois supérieur aux 32 milliards d'euros de 2015. L'Amérique
du Nord domine le marché, suivie par l'Europe. Les principaux facteurs sont
l'implication plus forte des patients dans les soins de santé, l'intégration de
données provenant d'un plus large éventail de sources, l'intégration de
technologies sans fil aux dispositifs médicaux portatifs et l'augmentation des
maladies génétiques.
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Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz et Jacek Jemielity (de gauche à droite)
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Joanna Kowalska
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Jacek Jemielity, Joanna Kowalska, Edward Darżynkiewicz and team
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Jacek Jemielity
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Jacek Jemielity, Joanna Kowalska et Edward Darżynkiewicz (de gauche à droite)
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Jacek Jemielity, Joanna Kowalska et Edward Darżynkiewicz (de gauche à droite)
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Joanna Kowalska
Comment ça marche ?
L'ADN contient des milliers de gènes et les
instructions pour produire les nombreuses protéines, enzymes et autres
molécules différentes dont est composé le corps humain. Les ribosomes dans
chaque cellule fabriquent des protéines. Or diverses maladies sont provoquées
par une production de protéines insuffisante ou défaillante.
Des scientifiques et des sociétés
pharmaceutiques ont exploré la possibilité de traiter certains cancers et
certaines maladies génétiques en utilisant de l'ARNm pour fournir aux cellules
des instructions spécialement conçues. Cela permettrait de déclencher les
mécanismes de fabrication de protéines propres à la cellule, les ribosomes,
afin de produire les protéines particulières requises pour combattre la
maladie. L'ARNm est cependant une copie temporaire moins stable d'un gène qui
fournit un code d'instructions à vie brève pour la production de protéines par
les ribosomes.
L'invention par l'équipe des composés bêta
S-ARCA et bêta B-ARCA a fait progresser la compréhension de la biosynthèse des
protéines dans les cellules et permis ainsi d'améliorer les thérapies basées
sur l'ARNm. L'équipe a découvert que les composés bêta S-ARCA et bêta B-ARCA
produisent des ARNm plus stables, ce qui les rend plus efficaces que leurs
équivalents naturels pour piloter la fabrication des protéines dans les
cellules.
Inventeurs
Le responsable de
l'équipe, Edward Darżynkiewicz, a obtenu son doctorat à l'Université de
Varsovie (UW) en 1976 et a occupé un poste de professeur titulaire de physique
depuis 2009. Il dirige le Laboratoire d'expression génétique de l'université et
le Laboratoire interdisciplinaire de biologie et de biophysique moléculaires.
En 2015, ses contributions exceptionnelles dans les domaines de la biochimie et
de la biophysique lui ont valu la médaille Leon Marchlewski. Il a participé à
la rédaction de 208 publications scientifiques et son nom a été mentionné
sur trois brevets européens et un brevet américain.
Jacek Jemielity a
exercé en tant que professeur de chimie bio-organique au Centre des nouvelles
technologies de l'Université de Varsovie (UW) depuis 2013 et il y dirige
aujourd'hui le Laboratoire de chimie bio-organique. Il est l'auteur de trois
brevets européens et de presque 100 publications scientifiques. Il a reçu
le prix du recteur de l'Université de Varsovie pour ses travaux scientifiques,
ainsi que le prix de la Faculté de physique de l'Université de Varsovie.
Depuis 2011,
Joanna Kowalska est professeur adjoint à la Faculté de physique dans la
division de biophysique de l'Université de Varsovie. Elle est actuellement chef
de projet et est l'auteur de plus de 50 travaux scientifiques et de trois
brevets européens. Elle a reçu le deuxième prix du recteur de l'Université de
Varsovie, le prix de la Faculté de physique de l'Université de Varsovie et le
prix du Prof. Pieńkowski.
Jemielity, Kowalska, Darżynkiewicz et leur
équipe ont reçu pour leurs inventions le Prix économique du président de
Pologne en 2017 dans la catégorie « Recherche et développement ».
Le saviez-vous ?
L'invention
de la stabilisation ARNm est un exemple type d'innovation transfrontalière.
Jemielity et son équipe polonaise ont été capables d'initier la nouvelle
technologie grâce à l'aide d'homologues américains qui ont fourni des
installations pour réaliser des études in vitro sur l'ARNm synthétique.
Cet
effort conjoint associant des polonais et des américains n'est pas le premier
partenariat transatlantique ou transpacifique couronné du Prix de l'inventeur
européen. Le biochimiste américain Stephen
Fodor a travaillé étroitement avec des homologues néerlandais pour
développer la puce à ADN (prix en 2006 dans la catégorie PME). Une équipe de
scientifiques américains et indiens a mis au point une méthode
de purification de l'eau par rayonnement UV (prix en 2011 dans la catégorie
Pays non membres de l'OEB).
Un
Sud-Coréen et un fabricant d'acier autrichien ont travaillé ensemble à la mise
au point d'une méthode de fonte
de l'acier (finalistes en 2013 dans la catégorie Pays non membres de
l'OEB). Et un finaliste du prix 2017 dans la catégorie Œuvre d'une vie a
également effectué des découvertes décisives lors de travaux de recherche à
l'étranger : le biologiste moléculaire allemand Axel
Ullrich a développé des techniques génétiques révolutionnaires à
l'Université de Californie de San Francisco (UCSF) et dans des sociétés telles
que Genentech Inc., mettant ainsi en évidence l'importance de frontières
ouvertes pour la science.
