Conception et criblage haut-débit d'ARNs thérapeutiques

Design and high-throughput screening of therapeutic RNAs

• Auteur / Autrice : Cinthya Luna gonzalez
• Direction : Philippe Nghe
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Chimie Biologie et Innovation
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire Biophysique et Evolution
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : ESPCI Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la ville de Paris (PSL)

Mots clés

Mots clés libres

ARN thérapeutique

Multimères d'ARN

Oligonucléotides antisens

IRDs

Therapeutic RNA

RNA multimers

Antisense oligonucleotides

IRDs

Résumé

L'ARN est apparu comme un outil thérapeutique prometteur en raison de ses rôles biologiques et de la large gamme de formes d'ARN thérapeutiques. Malgré leur intérêt thérapeutique, peu de médicaments à base d'ARN sont approuvés en raison des contraintes liées à la stabilité, à la biodisponibilité, à l'administration et à l'efficacité de chargement de l'ARN thérapeutique. Pour remédier à ces inconvénients, le présent projet se concentre sur la conception d'ARN multimériques, qui consistent en des unités d'ARN répétitives assemblées en une structure plus stable à des fins thérapeutiques. Parmi toutes les formes thérapeutiques d'ARN, les oligonucléotides antisens (OAS) représentent une sous-unité intéressante pour construire ces ARN multimériques. Les OAS sont de petites molécules d'ARN qui peuvent être utilisées pour traiter des maladies au niveau du pre-ARNm parce qu'elles peuvent altérer le comportement de la machinerie cellulaire, modifier l'expression des protéines en la réduisant, en la supprimant ou en la rétablissant. En plus, la thérapie à base d'ARN permet de manipuler à la fois l'ARN et l'ADN. La thérapie à base d'ARN est l'une des approches choisies pour traiter les dystrophies rétiniennes héréditaires. Ces dystrophies sont un groupe de maladies cécitantes rares et progressives qui touchent un sujet sur trois mille dès le plus jeune âge. L'utilisation de multimères d'ARN peut être bénéfique car la thérapie génique aura un impact sur les cellules rétiniennes déjà existantes, l'efficacité du chargement sera accrue, ce qui permettra de réduire les injections intravitréennes pour les patients, et fournira une molécule thérapeutique plus biodisponible. Les principaux objectifs de ce projet sont de concevoir des motifs d'ARN capables de former des structures complexes en utilisant la technologie déjà développée au sein du Laboratoire du Biophysique et Evolution (LBE), de caractériser les multimères d'ARN à la fois physiquement et chimiquement, d'utiliser les plateformes de criblage à haut débit du LBE pour sélectionner des multimères d'ARN prometteurs, de tester la stabilité de ces structures multimériques dans des milieux de type physiologique et, enfin, d'utiliser cette technologie pour fournir un traitement thérapeutique pour les dystrophies rétiniennes héréditaires.

RNA has emerged as a promising therapeutic tool due to its biological roles and the wide range of therapeutic RNA forms. Despite their therapeutic interest, few RNA based drugs are approved due to the constrictions regarding the stability, bioavailability, delivery and loading efficiency of therapeutic RNA. To tackle these disadvantages, the present project focuses on the design of multimeric RNAs, which consist of repetitive RNA units assembled into a more stable structure with therapeutic purposes. Among all the therapeutic forms of RNA, Antisense Oligonucleotides (ASOs) represent an interesting subunit to construct these multimeric RNAs. ASOs are small RNA molecules that can be used to treat diseases at the pre-mRNA level because they can alter the behavior of cell machinery, modify protein expression by reducing, suppressing or restoring it. Additionally, employing RNA therapy allows for the manipulation of both RNA and DNA. RNA based therapy is one of the approaches selected to treat Inherited Retinal Dystrophies (IRDs). IRDs are a group of rare and progressive blinding diseases that affect one in three thousand subjects from an early age. The use of RNA multimers can be beneficial since gene therapy will impact already existing retinal cells, the loading efficiency will be increased leading to the diminution of the intravitreal injections for the patients and will provide a more bioavailable therapeutic molecule. The main objectives of this project are to design RNA moieties able to form complex structures using the already developed technology at the Laboratory of Biophysics and Evolution (LBE), characterize the RNA multimers both physically and chemically, employ the high-throughput screening platforms of LBE to select promising RNA multimers, test the stability of said multimeric structures in physiological like media, and, finally, use this technology to provide a therapeutic treatment for IRDs.