Cell Penetrating Peptide optimization : Application to delivery of steric block oligonucleotide analogues (PNA, PMO).
Optimisation des vecteurs peptidiques : application à la délivrance d'analogues d'oligonucléotides à visée thérapeutique (PNA et PMO)
Résumé
Antisense oligonucleotides have a large therapeutic potential. However, the low effectiveness with which they cross biological membranes limits their clinical development. Many delivery strategies were proposed to circumvent this problem but the majority remain inadapted to an in vivo use. During this last decade, several peptides able to cross the plasma membrane were characterized. Gathered under the name of Cell Penetrating Peptides, these peptides are polycationic and sometimes amphipatic. Our work, using luciferase splice correction cells model, indicates that these CPPs and their conjugates to PNA or PMO remain blocked in endocytic vesicles. Endosomolytic agents, like chloroquine, promote the endosomal escape and improves the splice correcting efficency. It is now admitted that the development of new peptides vectors with an intrinsic endosomolytic property would constitute a major step in the field of the delivery. Two conjugates (R-Ahx-R)4-PMO and R6Pen-PNA, effectively correct splicing without addition of chloroquine. The mechanistic studies indicate that these conjugates are internalised in the cells by an endocytotic mechanism. The structure-activiy studies indicate a correlation between the affinity of CCP-ON to the heparan sulphate as well as theirs hydrophobicities and the effectiveness of correction. Work on the animals models showed a broad biodisponibility of (R-Ahx-R)4-RMO.
Les oligonucléotides antisens possèdent un immense potentiel thérapeutique. Cependant, la faible efficacité avec laquelle ils traversent les membranes biologiques limite leur utilisation. De nombeuses stratégies de délivrances ont été proposées pour contourner ce problème mais la plupart restent peu adaptées à une utilisation in vivo. Durant cette dernière décennie, plusieurs peptides capables de traverser la membrane plasmique ont été caractérisés. Regroupés sour le nom de Cell Penetrating Peptide, ces peptides sont polycationiques et parfois amphipatiques. Nos travaux d'évaluation de ces CPPs dans le modèle cellulaire de correction d'épissage indiquent que ces vecteurs, couplé à des PNA ou PMO, restent bloqués dans les vésicules d'endocytose. L'utilisation d'agents endosomolytiques comme la chloroquine, libère ces conjugués améliorant ainsi l'efficacité de la correction d'épissage. D'une manière générale il est admis que le développement de nouveaux peptides vecteurs présentant une propriété endosomolytique intrinsèque constituerait une avancée majeure dans le domaine de la délivrance. Deux conjugués (R-Ahx-R)4-PMO et R6Pen-PNA corrigent efficacement l'épissage sans addition de chloroquine. Ces conjugués sont internalisés dans les cellules par un mécanisme endocytotique. Les études de structure activité ont indiqué une corrélation entre l'affinité des conjugués aux héparanes sulfates ainsi que de leur hydrophobicité et l'efficacité de correction. Les travaux sur les modèles animaux ont montré une large biodisponibilité du conjugé (R-Ahx-R)4-PMO. Nos collaborations continuent pour améliorer ces deux peptides de délivrance.