Avancée majeure sur le développement de nouveaux nanomédicaments
Les nanomédicaments représentent une avancée révolutionnaire dans le domaine pharmaceutique, offrant des perspectives prometteuses pour le traitement de diverses maladies. À l'échelle nanométrique, ces médicaments présentent une efficacité accrue, permettant un ciblage précis des cellules malades tout en minimisant les effets indésirables. Grâce à leur taille réduite, les nanomédicaments peuvent franchir les barrières biologiques plus facilement, améliorant ainsi leur capacité à atteindre des sites spécifiques dans le corps. Les nanomédicaments contribuent également à améliorer la biodisponibilité des médicaments, prolongeant ainsi leur durée d'action. Cette caractéristique est cruciale pour le traitement de maladies chroniques nécessitant une administration régulière de médicaments.
Les nanomédicaments représentent une avancée révolutionnaire dans le domaine pharmaceutique, offrant des perspectives prometteuses pour le traitement de diverses maladies. À l'échelle nanométrique, ces médicaments présentent une efficacité accrue, permettant un ciblage précis des cellules malades tout en minimisant les effets indésirables. Grâce à leur taille réduite, les nanomédicaments peuvent franchir les barrières biologiques plus facilement, améliorant ainsi leur capacité à atteindre des sites spécifiques dans le corps. Les nanomédicaments contribuent également à améliorer la biodisponibilité des médicaments, prolongeant ainsi leur durée d'action. Cette caractéristique est cruciale pour le traitement de maladies chroniques nécessitant une administration régulière de médicaments.
Ces nanomédicaments d’une taille dix à cent fois plus petite qu’une cellule encapsulent les molécules actives afin de les protéger de la dégradation dans le sang et de contrôler leur transport dans l'espace et dans le temps jusqu’à l’organe, le tissu ou la cellule malade.
Aujourd’hui, le secteur biomédical dispose d’un arsenal relativement vaste de nanovecteurs pour administrer des médicaments. Les nanovecteurs les plus fréquemment utilisés sont des liposomes, petites particules sphériques constituées d’une double couche de lipides qui enveloppe les différentes substances médicamenteuses à délivrer dans le corps.
Lorsque ces nanovecteurs lipidiques dits de première génération sont injectés dans la circulation sanguine, des protéines de type opsonines se fixent sur leur paroi. Le nanovecteur dit « opsonisé » est alors reconnu par les récepteurs des macrophages au niveau du foie, qui le dégrade rapidement. Cela diminue notablement la persistance des nanovecteurs dans le sang et compromet leur efficacité.
Dès lors, pour contourner ce problème, la surface des nanovecteurs est communément « décorée » avec un polymère synthétique appelé polyéthylèneglycol (PEG). Ces nanovecteurs de seconde génération dits « PEGylés » ne sont plus susceptibles d’être « modifiés » par des opsonines. Ils ne sont plus captés et dégradés par les macrophages du foie et restent beaucoup plus longtemps dans la circulation sanguine.
Malgré la furtivité qu’il apporte aux nanovecteurs, le PEG présente en revanche des inconvénients majeurs qui limitent leur efficacité. En effet, le PEG ne permet pas aux nanovecteurs d’être efficacement captés par les cellules cibles et de libérer la molécule active après pénétration dans la cellule. Par ailleurs, le PEG peut être reconnu par le système immunitaire et entrainer la production d’anticorps anti-PEG qui sont susceptibles de déclencher une réponse immunitaire indésirable et exacerbée. C’est ce qu’on appelle le dilemme du PEG.
Au cours de ces dernières années, les recherches dans le domaine des nanomédicaments se focalisent activement sur le développement de nouveaux polymères alternatifs au PEG. L’objectif est de conserver des propriétés de furtivité similaire au PEG tout en améliorant la capacité de pénétration dans les cellules et la libération de la molécule active mais également en limitant l’immunogénicité.
C’est avec cet objectif que 3 laboratoires de recherche disposant de compétences complémentaires dans les domaines de la chimie (Dr. Antoine Debuigne, CESAM Research Unit - CERM), de la pharmacie (Pr. Géraldine Piel, LTBP – CIRM) et de la biologie (Dr. Denis Mottet, MAGE Lab – GIGA Institute) ont mené un projet de recherche multidisciplinaire baptisé LIPEGALT financé en 2019 dans le cadre des Actions de recherche Concertée (ARC) de l’Université de Liège.
Au terme des 4 années de recherche, les travaux de ce programme collaboratif ont permis de démontrer que 2 nouvelles familles de polymères – Poly(N-vinyl pyrrolidone) & Poly(N-methyl-N-vinylacetamide) – peuvent être considérées comme de réelles alternatives à l’utilisation du PEG dans le développement de nouveaux nanomédicaments. En effet, ces 2 polymères sont très peu immunogènes comparativement au PEG et ne présentent pas de toxicité dans un organisme vivant. De plus, par rapport au PEG, le Poly(N-methyl-N-vinylacetamide) greffé sur des nanovecteurs lipidiques améliore leur pénétration dans les cellules et permet un meilleur relargage intracellulaire de la molécule active encapsulée.
Les résultats de cette recherche ont permis la publication d’articles scientifiques dans des journaux scientifiques pertinents tels que Journal of Controlled Release (JCR) et Advanced Healthcare Materials. Le journal Advanced Healthcare Materials vient d’ailleurs de mettre en exergue cette recherche en l’illustrant sur la Cover de leur dernier périodique (illustration ©Adeline Deward - Illumine - www.illuminescience.be).
Le côté original et novateur de ce travail, et notamment la synthèse et l’utilisation des polymères de type Poly(N-methyl-N-vinylacetamide), a permis l’obtention d’un brevet auprès de l’Office Européen des Brevets.
Encore un bel exemple de la collaboration interdisciplinaire fructueuse entre les différents centres de recherche de l’ULiège !
Références
Poly(vinyl pyrrolidone) derivatives as PEG alternatives for stealth, non-toxic and less immunogenic siRNA-containing lipoplex delivery.
J Control Release. 2023 Sep;361:87-101. doi: 10.1016/j.jconrel.2023.07.031. Epub 2023 Aug 2. PMID: 37482343
