Une gélule contenant des microaiguilles biodégradables

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Les patients atteints d’un diabète insulinodépendant doivent s’administrer quotidiennement, par injection, de l’insuline, hormone hypoglycémiante sécrétée normalement par le pancréas chez les personnes non diabétiques.

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Le défi technologique est de mettre au point une gélule d’insuline capable d’atteindre la circulation sanguine sans être détruite par son passage dans le tractus gastro-intestinal où règnent des conditions de pH très hostiles à l’hormone hypoglycémiante.

La conception d’une telle gélule comporte plusieurs avantages : le côté pratique pour le patient, une plus grande stabilité chimique à haute température et la fin de la gestion des aiguilles à jeter présentant un risque biologique.

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Après avoir mis au point une capsule d’insuline capable de délivrer son contenu au niveau de l’estomac, les chercheurs du MIT ont, cette fois-ci, mis au point une nouvelle capsule déversant l’hormone au niveau de l’intestin. La capsule peut résister au pH acide de l’estomac, compris entre 1,5 et 3,5, grâce à un revêtement spécifique en polymère.

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Cette capsule high-tech est dotée de microaiguilles contenant de l’insuline. Une fois arrivée dans l’intestin, et sous l’influence d’un pH plus basique que celui de l’estomac la capsule s’ouvre et déploie trois axes comprenant des microaiguilles solubles. Ces aiguilles d’un millimètre de long s’insèrent dans la couche superficielle de l’intestin grêle et se dissolvent en délivrant in situ de l’insuline.

L’hormone passe ensuite dans la circulation sanguine générale pour faire baisser la glycémie (taux de sucre dans le sang).

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“Nous avons conçu les bras de manière à ce qu’ils conservent une force suffisante pour délivrer les microaiguilles d’insuline à la paroi de l’intestin grêle, tout en se dissolvant en quelques heures pour prévenir l’obstruction du tractus gastro-intestinal”, précisent les chercheurs dans un communiqué de presse du MIT.

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Des premiers essais concluants chez le modèle animal

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Pour s’assurer de l’innocuité et de l’efficacité de cette gélule ingénieuse, les chercheurs ont réalisé des essais in vivo sur un modèle animal le porc). Ils ont démontré que le dispositif permettait d’administrer des doses d’insuline de manière sûre et efficace.

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Des études expérimentales réalisées chez l’homme montrent que les micro-aiguilles délivrent l’insuline de manière optimale sans provoquer de perforations de la muqueuse intestinale.

Ces travaux ont montré que la capsule libère des concentrations plasmatiques d’hormone comparables à celles obtenues avec une injection sous-cutanée d’insuline.

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Un immense potentiel d’applications

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Au-delà de l’administration d’insuline, cette capsule dotée de microaiguilles biodégradables pourrait également servir à délivrer d’autres hormones, des médicaments, des enzymes ou des anticorps ainsi que des médicaments à base d’ARN. Les chercheurs envisagent même d’utiliser ce vecteur pour administrer des vaccins.

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“Nous travaillons en étroite collaboration avec nos collaborateurs pour identifier les prochaines étapes et les applications où nous pouvons avoir le plus d’impact” souligne Giovannu Traverso, gastro-entérologue à l’hôpital Brigham and Women’s de Boston qui a co-dirigé ces travaux avec Robert Langer.

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Julie P., Journaliste scientifique

Sources

– A luminal unfolding microneedle injector for oral delivery of macromolecules. A.Abramson et al. Nature. Consulté le 14 octobre 2019.
– New capsule can orally deliver drugs that usually have to be injected. MIT. MedicalXpress. Consulté le 14 octobre 2019