Un médicament avec trois ingrédients actifs qui sont libérés en séquence à des moments précis est en cours de développement par une équipe de l'Université technique de Munich (TUM). Ce qui était autrefois le rêve d'un pharmacologue est maintenant beaucoup plus proche de la réalité. Avec une combinaison d'hydrogels et d'ADN artificiel, les nanoparticules peuvent être libérées en séquence dans des conditions similaires à celles du corps humain.

Il est de plus en plus courant que les patients soient traités avec plusieurs médicaments pris à intervalles fixes, une limitation qui rend la vie quotidienne difficile pour les patients et augmente le risque d'oubli de doses.

Olivier Lieleg, professeur de biomécanique et membre de la Munich School of BioEngineering de la TUM, et le doctorant Ceren Kimna ont maintenant développé un processus qui pourrait servir de base à des médicaments contenant plusieurs ingrédients actifs qui les libèrent de manière fiable dans une séquence prédéfinie à des moments précis. "Par exemple, une pommade appliquée sur une incision chirurgicale pourrait d'abord libérer des analgésiques, suivi d'un anti-inflammatoire puis d'un médicament pour réduire l'enflure, " explique Oliver Lieleg.

Un principe actif après l'autre

« Les pommades ou crèmes libérant leurs principes actifs avec un délai ne sont pas nouvelles en elles-mêmes, " dit Oliver Lieleg. Avec les médicaments actuellement utilisés, cependant, il n'y a aucune garantie que deux ingrédients actifs ou plus ne seront pas libérés dans l'organisme simultanément.

Pour tester le principe de leur idée, Oliver Lieleg et Ceren Kimna ont utilisé de l'argent de taille nanométrique, particules d'oxyde de fer et d'or noyées dans un hydrogel. Ils ont utilisé une méthode spectroscopique pour suivre la sortie des particules du gel. Les particules sélectionnées par les chercheurs ont des caractéristiques de mouvement au sein du gel similaires aux particules utilisées pour transporter de vrais principes actifs, mais sont plus faciles et moins chers à faire.

L'ingrédient spécial contrôlant les nanoparticules est l'ADN artificiel. Dans la nature, L'ADN est avant tout porteur de l'information génétique. Cependant, les chercheurs exploitent de plus en plus une autre propriété :la capacité des fragments d'ADN à être combinés avec une grande précision, tant au niveau des types de liaisons que de leur force, par exemple pour construire des machines à l'échelle nanométrique.

La cascade d'ADN :Compresser puis relâcher au bon moment

Les particules d'argent ont été libérées en premier. A l'état initial, les particules étaient liées entre elles par des fragments d'ADN conçus par Lieleg et Kimna à l'aide d'un logiciel spécial. Les amas de particules résultants sont si gros qu'ils sont incapables de se déplacer dans l'hydrogel. Cependant, lorsqu'une solution saline est ajoutée, ils se séparent de l'ADN. Ils peuvent maintenant se déplacer dans le gel et dériver vers la surface. "Parce que la solution saline a approximativement la même salinité que le corps humain, nous avons pu simuler des conditions dans lesquelles les ingrédients actifs ne seraient pas libérés tant que le médicament n'est pas appliqué, " explique Ceren Kimna.

La structure d'ADN en forme de maille entourant les particules d'oxyde de fer se compose de deux types d'ADN :le premier a une extrémité attachée aux particules d'oxyde de fer. Le deuxième type est attaché aux extrémités libres du premier type. Ces structures ne sont pas affectées par la solution saline. Les particules d'oxyde de fer ne peuvent être libérées que lorsque les premiers amas se sont dissous. Cet événement libère non seulement les nanoparticules d'argent, mais aussi de l'ADN, ce qui élimine "l'ADN de connexion" du second cluster sans former lui-même de connexions. Par conséquent, les particules d'oxyde de fer peuvent se séparer. Cela libère des fragments d'ADN qui à leur tour agissent comme la clé de la troisième combinaison ADN-nanoparticules.

"La consistance des onguents en fait la solution la plus évidente pour une approche à base d'hydrogel. Cependant, ce principe a également le potentiel d'être utilisé dans des comprimés qui pourraient libérer plusieurs ingrédients efficaces dans le corps dans un ordre spécifique, " explique le Pr Lieleg.