Des chercheurs du MIT et du Brigham and Women's Hospital ont développé des nanoparticules capables d'administrer des médicaments anti-obésité directement aux tissus adipeux. Les souris en surpoids traitées avec ces nanoparticules ont perdu 10 pour cent de leur poids corporel en 25 jours, sans montrer d'effets secondaires négatifs.

Les médicaments agissent en transformant le tissu adipeux blanc, qui est fait de cellules de stockage de graisse, dans le tissu adipeux brun, qui brûle les graisses. Les médicaments stimulent également la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins dans les tissus adipeux, ce qui renforce positivement le ciblage des nanoparticules et aide à la transformation du blanc au brun.

Ces médicaments, qui ne sont pas approuvés par la FDA pour traiter l'obésité, ne sont pas nouveaux, mais l'équipe de recherche a développé une nouvelle façon de les délivrer afin qu'elles s'accumulent dans les tissus adipeux, aidant à éviter les effets secondaires indésirables dans d'autres parties du corps.

"L'avantage ici est que maintenant vous avez un moyen de le cibler sur une zone particulière et de ne pas donner au corps d'effets systémiques. Vous pouvez obtenir les effets positifs que vous voudriez en termes d'antiobésité mais pas les effets négatifs qui se produisent parfois, " dit Robert Langer, le professeur de l'Institut David H. Koch au MIT et membre de l'Institut Koch du MIT pour la recherche intégrative sur le cancer.

Langer et Omid Farokhzad, directeur du Laboratoire de nanomédecine et de biomatériaux du Brigham and Women's Hospital, sont les auteurs principaux de l'étude, qui apparaît dans le Actes de l'Académie nationale des sciences la semaine du 2 mai. Les auteurs principaux de l'article sont l'ancien postdoctorant du MIT Yuan Xue et l'ancien postdoctorant du BWH Xiaoyang Xu.

Cibler la graisse

Langer et ses collègues ont déjà montré que favoriser la croissance de nouveaux vaisseaux sanguins, un processus connu sous le nom d'angiogenèse, peut aider à transformer le tissu adipeux et entraîner une perte de poids chez la souris. Cependant, les médicaments qui favorisent l'angiogenèse peuvent être nocifs pour le reste du corps.

Pour essayer de surmonter cela, Langer et Farokhzad se sont tournés vers la stratégie de délivrance de médicaments à base de nanoparticules qu'ils ont développée ces dernières années pour traiter le cancer et d'autres maladies. En ciblant ces particules sur le site de la maladie, ils peuvent délivrer une dose puissante tout en minimisant l'accumulation du médicament dans d'autres domaines.

Les chercheurs ont conçu les particules pour transporter les médicaments dans leurs noyaux hydrophobes, lié à un polymère dit PLGA, qui est utilisé dans de nombreuses autres particules d'administration de médicaments et dispositifs médicaux. Ils ont emballé deux médicaments différents dans les particules :la rosiglitazone, qui a été approuvé pour traiter le diabète mais n'est pas largement utilisé en raison d'effets secondaires indésirables, et un analogue de la prostaglandine (un type d'hormone humaine). Les deux médicaments activent un récepteur cellulaire appelé PPAR, qui stimule l'angiogenèse et la transformation adipeuse.

L'enveloppe externe des nanoparticules est constituée d'un autre polymère, CHEVILLE, incrusté de molécules de ciblage qui guident les particules vers la bonne destination. Ces molécules de ciblage se lient aux protéines présentes dans la paroi des vaisseaux sanguins qui entourent le tissu adipeux.

Les chercheurs ont testé les particules sur des souris devenues obèses après avoir été nourries avec un régime riche en graisses. Les souris ont perdu environ 10 pour cent de leur poids corporel, et leurs taux de cholestérol et de triglycérides (molécules qui sont le principal constituant de la graisse corporelle chez l'homme) ont également chuté. Les souris sont également devenues plus sensibles à l'insuline. (L'obésité entraîne souvent une insensibilité à l'insuline, qui est un facteur de risque du diabète de type 2).

Les souris n'ont montré aucun effet secondaire du traitement, qui a été livré tous les deux jours pendant 25 jours.

Défis de livraison

Avec le système actuel, les particules sont injectées par voie intraveineuse, ce qui pourrait rendre cette approche adaptée aux patients souffrant d'obésité morbide qui présentent un risque important de maladies liées à l'obésité, dit Farokhzad.

"Pour qu'il soit plus largement applicable pour le traitement de l'obésité, nous devons trouver des moyens plus simples d'administrer ces nanoparticules ciblées, comme oralement, " il dit.

Le défi de l'administration de nanoparticules par voie orale est qu'il leur est difficile de pénétrer la muqueuse intestinale. Dans une étude précédente, cependant, Langer et Farokhzad ont développé une nanoparticule recouverte d'anticorps qui se lient aux récepteurs trouvés sur les surfaces des cellules tapissant l'intestin, permettant aux nanoparticules d'être absorbées par le tube digestif. Plus récemment, Farokhzad et ses collègues ont développé une autre nanoparticule administrée par voie orale qui utilise la transferrine, une protéine impliquée dans le transport du fer dans l'organisme, pour faciliter le transport actif des nanoparticules à travers l'intestin.

Les chercheurs espèrent également trouver des cibles de tissu adipeux plus spécifiques pour les nanoparticules, ce qui pourrait réduire davantage la possibilité d'effets secondaires, et ils peuvent également étudier l'utilisation d'autres médicaments moins toxiques.

"Il s'agit d'une approche de validation de principe pour cibler sélectivement le tissu adipeux blanc et le" brunir "pour permettre au corps de brûler les graisses. La technologie pourrait ensuite être utilisée avec d'autres molécules médicamenteuses qui pourraient être développées ou d'autres cibles qui pourraient venir en haut, " dit Farokhzad.

La recherche a été financée par les National Institutes of Health et un prix Koch-Prostate Cancer Foundation en nanothérapie.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.