Recherche d'exosomes : des poussières de plaquettes à une thérapeutique pionnière

Les exosomes sont un sous-ensemble nanométrique de vésicules extracellulaires libérées par les cellules dans le cadre de leur physiologie normale ou dans certaines pathologies, qui sont englobées dans une membrane lipidique bicouche. Découverts initialement en tant que « poussières de plaquettes » dans le plasma humain, il a été démontré depuis qu'ils sont secrétés par la plupart des cellules eukaryotes, participant à un large éventail de procédés physiologiques et pathologiques.

Dans les blogs précédents, nous avons découvert un aperçu du paysage des exosomes et présenté les manières dont les exosomes pourraient être utilisés dans l'administration de médicaments et les diagnostics. Pour la dernière partie de notre série de blogs en trois parties, nous mettrons en lumière l'ampleur de la recherche sur les exosomes dans ces domaines, en examinant les principaux développements et les perspectives futures dans ce secteur dynamique.

Les principaux intervenants dans la recherche sur les exosomes thérapeutiques

Le nombre de laboratoires qui utilisent des exosomes à des fins thérapeutiques se développe rapidement : des laboratoires précliniques et cliniques font progresser les traitements par exosomes dans leur pipeline. À l'aide de CAS collection de contenus™, la plus grande collection de connaissances scientifiques publiées et organisées par l'Homme, nous avons examiné les maladies ciblées par ces laboratoires thérapeutiques. Nous avons constaté que les maladies ciblées les plus représentées dans la recherche des exosomes sont le cancer, les maladies neurologiques et neurodégénératives, les pathologies pulmonaires et la cicatrisation des plaies, ce qui indique l'existence d'un grand nombre de produits à base d'exosomes dans ces domaines (Figure 1). Même si la plupart des laboratoires de plateformes de recherche sur les exosomes possèdent des portefeuilles couvrant de multiples domaines thérapeutiques (par ex. VivaZome, Avalon Globocare, et Vitti Labs), certains ont tendance à se spécialiser dans un secteur particulier, comme Kimera Labs qui met l'accent sur la régénération de la peau et la cicatrisation des plaies.

Une évaluation des laboratoires qui investissent dans la recherche d'exosomes précliniques démontre que les États-Unis sont en tête, avec un pipeline varié de produits exosomaux thérapeutiques. Un laboratoire de biotechnologie installé en Californie, Capricor Therapeutics, développe de multiples plateformes d'exosomes, notamment des exosomes cellulaires dérivés de cardiosphères, des exosomes synthétisés et un vaccin à base d'exosomes contre la COVID-19. Même si leur plateforme d'exosomes en est encore à la phase préclinique, ils ont présenté des données prometteuses dans plusieurs indications et noué des partenariats avec d'autres établissements universitaires pour faire progresser leur recherche sur les exosomes.

Xollent Biotech est un autre intervenant majeur dans la recherche sur les exosomes, disposant d'un pipeline diversifié de thérapeutiques à base d'exosomes. La polyvalence des exosomes permet des voies d'administration alternatives : les traitements dans le pipeline comprennent un patch intraveineux pour traiter l'infarctus du myocarde, un spray contre l'alopécie et une injection sans aiguille pour combattre le vieillissement de la peau. Parmi les autres laboratoires qui se concentrent sur les cosmétiques, on peut citer Exocel Bio et Florica Therapeutics, qui explorent des thérapies par exosomes dérivées de cellules souches régénératives dans l'esthétique et le vieillissement.

Recherches d'exosomes diagnostiques : les progrès actuels et les orientations futures

Comme nous l'avons vu dans le blog précédent de cette série, les exosomes possèdent plusieurs propriétés qui en font des biomarqueurs idéaux, notamment la durabilité, la spécificité et la sensibilité. En conséquence, l'application des exosomes en tant que biomarqueurs et dans les tests diagnostiques est un domaine qui suscite un intérêt croissant dans la recherche. Même si cette recherche en est encore à ses balbutiements, plusieurs laboratoires ont mené des recherches sur les exosomes précliniques dans ce domaine, en particulier sur le cancer. Parmi les exemples les plus notables, on peut citer Mercy Bioanalytics et son test Halo de détection précoce du cancer, ainsi que les recherches du MD Anderson Cancer Center de l'université du Texas, qui examine l'utilisation d'exosomes en circulation positifs au glypican-1 pour détecter le cancer du pancréas en phase précoce.

Les laboratoires optimisent également les essais diagnostiques dans d'autres domaines thérapeutiques. Par exemple, une collaboration entre l'École de médecine d'Harvard, aux États-Unis, et l'université médicale de Wenzhou, en Chine, utilise une analyse d'exosomes dérivés des larmes par un système d'isolation rapide (iTEARS), qui a présenté un potentiel dans les diagnostics moléculaires de la maladie de l'œil sec et la rétinopathie diabétique. Les maladies neurodégénératives sont également une cible majeure des études sur les biomarqueurs exosomaux. Des chercheurs de l'université de Californie au San Francisco Medical Center ont découvert un panel de biomarqueurs qui pourraient jouer un rôle dans le diagnostic de la maladie d'Alzheimer à apparition précoce.

Thérapies à base d'exosomes dans les essais cliniques

Actuellement, 59 essais cliniques au total sont enregistrés sur https://clinicaltrials.gov pour les thérapies exosomales. Les maladies ciblées par le plus grand nombre de recherches sur les thérapeutiques exosomales comprennent les pathologies pulmonaires (11 essais cliniques), les infections au SARS-CoV-2 (9 essais cliniques), ainsi que le cancer, les cardiopathies et les maladies neurologiques (avec 4 essais cliniques dans chacun de ces domaines). Les essais cliniques mis en évidence concernant ces maladies sont répertoriés dans le Tableau 1. Pour obtenir une liste plus complète des essais cliniques thérapeutiques, reportez-vous à notre rapport Insight sur les exosomes publié récemment.

Tableau 1. Essais cliniques thérapeutiques sur les exosomes mis en évidence

Diagnostics par les exosomes dans les essais cliniques

Actuellement, sur https://clinicaltrials.gov, on dénombre en tout 208 essais cliniques utilisant des exosomes à des fins de diagnostic. Plus de la moitié de ces essais cliniques (108 essais en tout) sont liés au diagnostic du cancer à l'aide des exosomes. Les autres maladies très représentées comprennent les maladies neurologiques (15 essais cliniques), les maladies cardiovasculaires (13 essais cliniques) et les pathologies pulmonaires (6 essais cliniques). Le diagnostic précoce de ces maladies est essentiel pour améliorer le diagnostic. Le grand nombre d'essais cliniques sur les exosomes dans le diagnostic met en évidence la valeur et les avantages de l'utilisation des exosomes dans le diagnostic précoce de la maladie. Le Tableau 2 présente les laboratoires, centres médicaux et universités qui procèdent à des essais sur le diagnostic de ces maladies par les exosomes. Pour obtenir une liste plus complète des essais cliniques diagnostiques, reportez-vous à notre rapport Insight récent au sujet des exosomes.

Tableau 2. Essais cliniques diagnostiques sur les exosomes mis en évidence

Exosomes en tant que maladie cible dans les essais cliniques

L'utilisation des exosomes comme cibles est une autre voie explorée pour le traitement des maladies. Aetholon Medical est un laboratoire clinique basé en Californie qui a conçu un dispositif médical expérimental appelé Hemopurifier. Ciblant les exosomes en circulation, l'Hemopurifier capture les toxines virales, bactériennes et les exosomes cancéreux afin de traiter la maladie. À ce jour, Aetholon a utilisé l'Hemopurifier pour traiter des patients atteints d'Ebola, d'hépatite C, du VIH et de la COVID-19. Ses deux essais cliniques en cours sont présentés dans le Tableau 3.

Tableau 3. Essais cliniques mis en évidence qui ciblent les exosomes (élimination physique) pour le traitement des maladies

Surmonter les obstacles majeurs de la recherche sur les exosomes

Les exosomes constituent un domaine de recherche fascinant et présentent un potentiel énorme à la fois en termes d'utilisation diagnostique et thérapeutique. Toutefois, les applications cliniques des exosomes, même si elles sont très prometteuses, sont actuellement entravées par des lacunes en matière de connaissances. En conséquence, les futurs travaux devront donner la priorité aux mécanismes exacts de la biogenèse et la captation des exosomes et s'efforcer d'élucider leurs interactions avec les cellules cibles. Le tout aidera les chercheurs à faire progresser leur potentiel thérapeutique. Un autre obstacle majeur à surmonter dans la recherche sur les exosomes est constitué par les défis actuels liés à l'isolation des exosomes : le manque de standardisation de ces procédés retarde leur utilité clinique. Enfin, l'ampleur des applications des exosomes dans le pipeline entraînera des problèmes spécifiques de classification réglementaire et de juridiction qui devront être clarifiés pour permettre d'établir des plans de développement.

Malgré des lacunes de connaissances non négligeables qu'il faudra surmonter, la recherche sur les exosomes présente des opportunités majeures pour traiter une multitude de maladies : nous avons beaucoup progressé depuis les poussières de plaquettes.

Pour en savoir plus, lisez notre rapport Insight sur les exosomes publié récemment.