Secrets de sécrétomes

Le développement de produits biologiques pour traiter les maladies liées à l’âge a connu une nouvelle vie grâce aux protéines sécrétées, selon le fondateur de Juvena. En effet, celui-ci explique comment ces protéines ont permis d’apporter de nouvelles avancées dans ce domaine et de concevoir des produits plus efficaces.

La start-up de biotechnologie Juvena Therapeutics, qui vient d’obtenir un important financement de 41 millions de dollars, est désormais bien positionnée pour explorer de manière systématique les liens thérapeutiques entre les protéines sécrétées et les maladies. À l’aide de l’intelligence artificielle, l’entreprise explore et analyse les protéines sécrétées par les cellules souches régénératives pour développer de nouveaux produits biologiques capables de prévenir, d’inverser et de guérir les maladies chroniques et liées à l’âge.

Les médicaments biologiques, extraits de sources naturelles, incluent certains des traitements les plus puissants au monde, tels que l’insuline et l’hormone de croissance humaine. Bien qu’ils soient plus complexes que les petites molécules, qui ont dominé la recherche de médicaments ces dernières années, leur complexité leur confère également des avantages que les petites molécules ne peuvent pas offrir.

Les produits biologiques peuvent cibler des protéines spécifiques de manière beaucoup plus précise, par exemple. Juvena est fermement convaincue que les produits biologiques ont un potentiel inexploité considérable, en particulier dans le domaine du vieillissement et des maladies chroniques. Pour en savoir plus, nous avons interviewé le Dr Hanadie Yousef, cofondateur et PDG de l’entreprise.

Dire que le Dr Yousef était destiné à devenir le fondateur d’une société de biotechnologie de longévité serait un euphémisme. Ses premières incursions dans ce domaine ont commencé alors qu’elle n’avait que 15 ans et a commencé à faire des recherches sur les thérapies géniques et l’oncologie chez Regeneron Pharmaceuticals.

La compréhension des mécanismes de déclin des cellules souches permettrait de revitaliser leurs fonctions et promouvoir leurs régénérations et réparations

Au-delà du sécrétome

Le Dr Yousef a semé les graines de son parcours éducatif tôt dans sa vie, et celles-ci ont germé progressivement jusqu’à ce qu’elle poursuive ses études supérieures à l’UC Berkeley. C’est lorsqu’elle a suivi un cours de bioingénierie sur les cellules souches et l’organogenèse dirigée avec les professeurs Irina Conboy et Mike Conboy qu’elle a eu une révélation. Elle est tombée amoureuse de l’idée que la compréhension des mécanismes de déclin des cellules souches dans notre corps avec l’âge permettrait de cibler ces mécanismes pour revitaliser leur fonction et promouvoir la régénération et la réparation des tissus pour inverser le processus de vieillissement.

Cette révélation a incité Yousef à se consacrer à ce domaine pour le reste de sa vie. Elle a commencé à étudier les mécanismes sous-jacents au déclin de la fonction des cellules souches neurales et musculaires liées à l’âge. Elle a également commencé à étudier les protéines sécrétées par les cellules souches embryonnaires ou pluripotentes humaines, connues sous le nom de sécrétomes. Yousef a découvert que ces protéines avaient un potentiel régénérateur et thérapeutique pour favoriser la régénération des tissus dégénératifs liés à l’âge ou à la maladie.

Elle a alors développé une méthode pour purifier et concentrer ces protéines. Lorsque ces protéines ont été ajoutées à des précurseurs musculaires humains âgés, elles ont permis une meilleure différenciation musculaire et ont activé et stimulé les cellules précurseurs de cellules souches âgées. En utilisant un modèle murin de muscle squelettique blessé chez les personnes âgées, les protéines ont également favorisé la régénération du muscle et réduit la fibrose lorsqu’elles ont été injectées.

Les défis de la traduction

Yousef a eu un moment de révélation qui pourrait changer la donne pour l’impact des découvertes translationnelles chez les humains. Elle s’est demandé si plutôt que de rajeunir des souris, il était possible de développer une plate-forme permettant d’identifier les principaux moteurs du rajeunissement spécifique des organes en utilisant les sécrétomes de cellules souches pluripotentes humaines.

Cela impliquerait de cartographier les protéines de signalisation sécrétées, les récepteurs auxquels elles se lient et les effets régénérateurs qu’elles ont sur les cellules et les tissus humains. Yousef a réalisé que cette tâche serait difficile et nécessiterait l’expertise d’un spécialiste de la protéomique quantitative, de la biologie des systèmes et de l’apprentissage automatique pour déconvoluer le monde complexe des protéines sécrétées.

Les coulisses de la plateforme Juvena décryptées

En 2017, Juvena a finalement trouvé son cofondateur en la personne du Dr Jeremy O’Connell, un expert en protéomique et en biologie des systèmes. C’est à ce moment-là que l’entreprise a vu le jour. Peu de temps après avoir clôturé son cycle de financement d’amorçage au début de 2018, elle a commencé à fonctionner à temps plein et a entamé les travaux préparatoires nécessaires pour donner un sens aux protéines sécrétées par les cellules souches pluripotentes humaines.

Yousef explique que, historiquement, l’un des plus grands défis dans la découverte de médicaments a été de relier systématiquement les milliers de protéines sécrétées aux dizaines de milliers d’indications de maladies. Cependant, elle affirme que Juvena a maintenant résolu ce défi grâce à sa technologie, son savoir-faire et sa « sauce secrète ».

La société a d’abord utilisé la protéomique quantitative pour analyser les sécrétomes régénératifs et non régénératifs et a construit une bibliothèque exclusive de protéines ayant un potentiel thérapeutique pour inverser les phénotypes dans les tissus âgés ou malades. Ensuite, elle a créé une plateforme améliorée par l’apprentissage automatique pour déconvoluer cette bibliothèque et construire une carte de la biologie des protéines sécrétées par rapport aux cellules et aux tissus clés du corps, ainsi que pour cartographier leur effet inverseur ou modificateur de la maladie.

Juvena sélectionne ensuite les protéines les plus efficaces dans le contexte de maladies liées à l’âge ou chroniques, les valide à l’aide de modèles animaux in vivo et les traduit par ingénierie des protéines en produits biologiques. Bien que la complexité de cette approche donne une idée de la raison pour laquelle les produits biologiques sont peut-être tombés en disgrâce dans la découverte de médicaments, Yousef est convaincue qu’il existe un énorme potentiel dans ce domaine.

Elle admet que cartographier systématiquement les protéines sécrétées avec les maladies dans lesquelles elles peuvent avoir un bénéfice thérapeutique est très difficile. Cependant, elle souligne que la recherche sur les protéines sécrétées est limitée et que près d’un tiers d’entre elles n’ont pas de partenaires de liaison connus. Elle pense donc qu’il y a encore beaucoup à explorer dans ce domaine.

Cibler les maladies chroniques, dégénératives et rares

Juvena a commencé par se concentrer sur la recherche de résultats prometteurs dans différents domaines thérapeutiques. Parmi ses actifs les plus avancés figurent deux traitements pour les maladies neuromusculaires, qui sont actuellement en phase d’optimisation des leads. Un troisième candidat est en cours de développement avec le soutien du National Institute of Health (NIH) et du California Institute of Regenerative Medicine (CIRM), et est maintenant prêt pour des études permettant de tester un nouveau médicament expérimental (IND).

La dégénérescence musculaire est un facteur de risque important pour la mortalité toutes causes confondues.

Yousef a expliqué que son équipe a étudié les principaux facteurs de la myogenèse humaine âgée ou dystrophique, de la régénération musculaire, de l’amélioration du métabolisme et de la fonction, dans le but de les utiliser pour créer des produits biologiques modifiés pour traiter des maladies neuromusculaires spécifiques. Ils ont identifié 13 options prometteuses pour améliorer la régénération musculaire.

Grâce à ces 13 options, Juvena a pu développer son programme principal actuel, JUV-161, qui est maintenant en cours d’utilisation pour traiter une maladie orpheline rare de type progéroïde, appelée dystrophie myotonique (DM1).

Elle explique que l’entreprise est spécialisée dans le développement de plateformes thérapeutiques et a pour objectif de constituer un portefeuille solide de produits biologiques dans plusieurs domaines thérapeutiques. « Nous nous concentrons notamment sur l’étude de protéines favorisant la régénération pulmonaire et hépatique, ainsi que sur la recherche de solutions pour l’inflammation et potentiellement l’arthrose (…) Nous sommes actuellement en pourparlers avec diverses entreprises pharmaceutiques pour envisager des collaborations prometteuses qui pourraient donner lieu à des développements passionnants dans le futur. »

SOURCE : Longevity.Technology
Traduit de l’anglais