Les véhicules actuels de livraison de médicaments dans le corps ont une durée de vie de 4 semaines maximum. De plus ils ne passent pas « partout ». Les globules rouges « vivent » 4 mois, sont extrêmement efficaces à se déplacer dans le corps et pourraient offrir une alternative optimale pour l’administration et la libération prolongée de médicaments. Ces scientifiques bioingénieurs et pharmacologues de l’Université de l’Arizona travaillent à des imitations de globules rouges pouvant jouer, avec de plus nombreux avantages encore, le rôle de véhicules d’administration ciblée et prolongée de médicaments.
Du foie aux reins en passant par les poumons, le corps humain est équipé d’une multitude de filtres ou barrières, à différents niveaux, qui protègent le corps de l’invasion de substances nocives. Mais ce système a aussi ses inconvénients : certains traitements dont la chimiothérapie ou les traitements de la sclérose en plaques sont également considérés par ces barrières comme des corps étrangers, et dans certains cas, jusqu’à 90 % du principe actif ne touche pas sa cible. Pour compenser cet obstacle, les médecins sont parfois contraints à l’administration de doses substantielles du médicament, avec le risque élevé d’effets indésirables. Pour éviter des doses aussi élevées, une autre stratégie consiste à concevoir un véhicule pour le médicament capable de délivrer sur une cible spécifique.
« De nombreux véhicules d’administration de médicaments ne parviennent pas au bon site dans le corps, et la raison principale est que notre corps possède ce système de filtrage extrêmement efficace », ajoute l’auteur principal, le Dr Minkyu Kim, professeur de génie biomédical. Soutenue par l’un des prix les plus prestigieux de la National Science Foundation l’équipe trouve ici le moyen de contourner ces barrières naturelles : un véhicule de microparticules qui imite toutes les propriétés d’un globule rouge.
Pourquoi une imitation de globule rouge ?
Parce que les globules rouges vivent longtemps, 4 mois environ, circulent partout dans le corps, mesurent environ 7 micromètres de diamètre et traversent des micro-capillaires, peuvent donc se faufiler dans de très petits espaces et reprendre leur forme d’origine, grâce à un cytosquelette flexible et déformable plus de mille fois. Constituées d’une enveloppe à base de protéines et de lipides, ces cellules transportent une cargaison, l’hémoglobine. Prises ensemble ces caractéristiques font du globule rouge ou de composants « globules rouges » like, des vecteurs idéaux de médicaments.
Les nouveaux vecteurs thérapeutiques imitent le globule rouge et permettent ainsi une libération contrôlée et ciblée du médicament. Ils peuvent transporter les médicaments à travers une série de filtres biologiques et jusqu’au site du corps où les médicaments sont nécessaires. Ces cellules sont, à l’identique, constituées d’une enveloppe à base de protéines et de lipides mais transportent le médicament, au lieu de l’hémoglobine. Pour développer ces nouveaux vecteurs, les bioingénieurs utilisent un procédé bien connu qui permet de charger un médicament dans un noyau de microsphère. Ensuite, ils ajoutent autour du noyau une couche de protéines artificielles puis une bicouche lipidique.
Pourquoi ne pas utiliser de « vrais » globules rouges ? Si certaines équipes de recherche ont étudié la possibilité d’utiliser de vrais globules rouges comme véhicules de médicaments, ce process nécessite des dons de sang humain, des méthodes de stockage complexes et une qualification minutieuse du groupe sanguin. L’équipe a donc opté pour le développement d’une plate-forme universelle qui imite la structure, la composition et les fonctions des globules rouges.
Un projet qui nécessitera encore de nombreuses années avant d’aboutir à un vecteur opérationnel en thérapeutique mais qui illustre les avancées dans la délivrance thérapeutique aux tissus ou organes cibles.
Source: The University of Arizona 2 March, 2022 Medicine Masquerade: Engineer Develops Imitation Red Blood Cells to Deliver Lifesaving Drugs
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