Study and Development of Synthetic Vectors for the Delivery of Therapeutic Oligonuclotides

A new therapeutic approach is to modulate the expression of a gene by targeting mRNA by oligonucleotides (i.e antisense or siRNA). We studied formulations based on cationic lipids, forming particule complexes with nucleic acids (lipoplexes) making possible oligonucleotide protection and delivery. In our laboratory, we have the unique ability to formulate oligonucleotides within lipoplexes, globally charged either positively or negatively. We showed that they protect and efficently vectorize nucleic acids in cells in vitro as well as in vivo. These syntetic vectors have various advantages : homogeneous particles and with small sized, reproductibility, poor toxicity, stability in time and efficiency in the presence of serum. We applied these vectors to the delivery of antisense oligonucleotides and siRNA in vitro, respectively in a model of splicing correction containing the aberrant intro of B-thalassemia and in a model of breast cancer. Our results showed that our lipidic vectors provide a good efficiency in delivering oligonucleotides with using these 2 models, either at low concentration or in the presence of serum. Finally, we studied the cell uptake mechanism in cell culture and evaluated the proportion of active transport (principally endocytose), of passive transport (principally fusion) and of membrane fixation of lipoplexes : these seemed to depend on the incubation time, on the transfection medium, on the formulation, and on the global net charge as well as on the size of complexes. In vivo studies must be carried out to evaluate the efficiency and the respective properties of the different developed formulations, in splicing correction and brest cancer experimenal animal models.; Une nouvelle approche thérapeutique est de moduler l'expression d'un gène en ciblant l'ARN messager par des oligonucléotides antisens et des siRNA. Nous avons étudié des formulations à base de lipides cationiques, formant des complexes particulaires avec les acides nucléiques (lipoplexes) et aux propriétés transfectantes. Nous avons l'unique possibilité dans notre laboratoire de formuler les oligonucléotides dans des lipoplexes soit chargés positivement, soit chargés négativement. Nous avons démontré qu'ils protégent et vectorisent efficacement les acides nucléiques dans les cellules in vitro ainsi in vivo. Ces vecteurs synthétiques possèdent de nombreux avantages : particules homogènes et de faible taille, reproductibilité, faible toxicité, stabilité au cours du temps et efficacité en présence de sérum. Nous avons appliqué ces vecteurs à la délivrance d'oligonucléotides antisens et de siRNA in vitro, respectivement dans un modèle de correction de l'épissage alternatif contenant l'intro aberrant de la B-thalassémie et dans un modèle de cancer du sein. Nos résultats démontrent une grande efficacité de délivrance des oligonucléotides via nos vecteurs lipidiques dans les 2 modèles, à faible concentration et en présence de sérum. Enfin, nous avons étudié le mécanisme d'entrée dans les cellules in vitro et évalué la proportion de transport actif (principalement endocytose), de transport passif (principalement fusion) et de fixation à la membrane des lipoplexes : celles-ci semblent dépendre du temps et du milieu de transfection, du type de formulation, de la charge ainsi que de la taille des complexes. Des études in vivo doivent être poursuivies pour évaluer l'efficacité et les propriétés respectives des différentes formulations développées, dans les modèles de correction de l'épissage alternatif et de cancer du sein.