La thérapie génique est une approche du traitement des maladies qui consiste à modifier la constitution génétique du patient plutôt que de recourir à des médicaments ou à la chirurgie. Le traitement par thérapie génique est réalisé par l’activation d’un gène particulier, la réparation de gènes défectueux ou l’introduction de nouveaux gènes pour lutter contre la maladie.

La thérapie génique facilite la création de soins médicaux personnalisés ainsi que le traitement de maladies qui sont incurables avec les médicaments et les méthodes chirurgicales standards. La mise au point de nouvelles thérapies géniques est donc un domaine de recherche très actif, en particulier depuis la première approbation du financement fédéral américain pour la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines en 2001.¹

Le développement de la thérapie génique a connu une croissance fulgurante grâce au potentiel de guérison de maladies dégénératives et au soutien de la FDA, mais il reste encore de nombreux obstacles à surmonter pour garantir l’efficacité et la reproductibilité du développement et de la fabrication des produits de thérapie génique, ce qui nécessite de nouvelles méthodes analytiques pour surveiller la formulation et la variabilité d’un lot à l’autre. La mesure de la stabilité thermique des traitements de thérapie génique, la vérification de l’absence de contamination par l’ARN ou la détermination de la charge et des sérotypes des produits pharmaceutiques sont des détails importants qui doivent être caractérisés et contrôlés avec précision.

La calorimétrie différentielle est un outil polyvalent qui peut aider à répondre à de nombreuses questions en suspens dans le domaine de la thérapie génique. La DSC permet aux chercheurs de mesurer, avec une excellente précision, les variations de la capacité thermique d’un échantillon de produit thérapeutique par rapport à un échantillon de référence, variations qui peuvent résulter de modifications de la structure de l’échantillon, de sa formulation et de sa stabilité. Ces données peuvent à leur tour être utilisées pour déduire des informations sur les changements dans les interactions intermoléculaires, la quantification des capsides vides et pleines et la charge de l’ADN, ainsi que la conception et l’optimisation des LNP.

L’un des principaux avantages de la calorimétrie différentielle pour le développement de la thérapie génique est qu’elle peut être utilisée pour établir les relations structure-propriété des échantillons dans leurs environnements naturels. De nombreuses techniques de microscopie requièrent la congélation et l’immobilisation de biomolécules, mais un calorimètre différentiel à balayage peut mesurer les propriétés en solution. Les mesures peuvent donc être effectuées dans des conditions plus proches de l’application réelle.

La calorimétrie différentielle est devenue un outil essentiel pour la conception de médicaments et l’identification de la structure des protéines. L’excellente sensibilité de la méthode et la reproductibilité avec laquelle des transitions de phase particulières peuvent être mesurées en ont fait un outil central dans le développement pharmaceutique et la recherche biomédicale.²

TA Instruments propose une série d’instruments de calorimétrie à balayage différentiel adaptés au développement de la thérapie génique. La Nano DSC est un outil simple et fiable pour comparer les principes actifs des médicaments, les formulations et des lots fabriqués.³

La Nano DSC est un instrument extrêmement polyvalent pour évaluer les biomatériaux en solution et a été conçue pour traiter même des volumes de protéines incroyablement petits. Cela est obtenu grâce à la grande sensibilité du détecteur qui peut être utilisé avec seulement 2 µg de substrat. La cellule capillaire de l’échantillon est également conçue pour contenir des volumes totaux de seulement 300 µL.

La sensibilité des mesures DSC, même pour de très petites concentrations, est importante pour les mesures de charge de support, où seule une petite quantité de matériau peut être incorporée dans un virus ou une cellule. Cette capacité peut être utilisée pour améliorer la formulation afin de créer des nanoparticules lipidiques à partir de capsides.

La Nano DSC peut être utilisée pour évaluer le dépliement des protéines et identifier la stabilité protéique de diverses espèces parallèlement à une caractérisation thermodynamique complète. Les mesures de Nano DSC nous renseignent également sur la liaison et les interactions des espèces protéiques avec d’autres molécules.

L’ARN et l’ADN sont souvent des cibles de la thérapie génique. Un traitement thérapeutique peut cibler une région particulière de l’ADN pour traiter une maladie. La Nano DSC est suffisamment sensible pour détecter une contamination potentielle par des ARN double brin et d’autres espèces. La calorimétrie différentielle est une technique puissante pour effectuer des contrôles qualité ou des tests de diffusion de traitements thérapeutiques et pour repérer toute variabilité d’un lot à l’autre.

La caractérisation des sérotypes est très importante en thérapie génique car différents sérotypes d’une même espèce peuvent avoir un comportement très différent en termes de sécurité clinique. La Nano DSC offre une grande fiabilité de mesure dans la gamme variée de sérotypes d’une espèce.

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