Le mélanome est une forme mortelle de cancer de la peau qui a augmenté aux États-Unis au cours des 30 dernières années. Près de 100, 000 nouveaux cas de mélanome sont diagnostiqués chaque année, et 20 Américains en meurent chaque jour, selon l'Académie américaine de dermatologie. Maintenant, les chercheurs ont développé un patch cutané à action rapide qui délivre efficacement des médicaments pour attaquer les cellules du mélanome. Le dispositif, testé sur des échantillons de souris et de peau humaine, est une avancée vers le développement d'un vaccin pour traiter le mélanome et a de nombreuses applications pour d'autres vaccins.

Les chercheurs présenteront leurs découvertes aujourd'hui lors de la réunion et de l'exposition nationales de l'American Chemical Society (ACS) à l'automne 2019.

"Notre patch a un revêtement chimique et un mode d'action uniques qui lui permettent d'être appliqué et retiré de la peau en une minute tout en délivrant une dose thérapeutique de médicaments, " dit Yanpu He, un étudiant diplômé qui a aidé à développer l'appareil. "Nos patchs provoquent une solide réponse en anticorps chez les souris vivantes et sont prometteurs pour provoquer une forte réponse immunitaire dans la peau humaine."

Les onguents topiques peuvent conférer des médicaments à la peau, mais ils ne peuvent y pénétrer que sur une petite distance. Bien que les seringues soient un mode d'administration efficace des médicaments, ils peuvent être douloureux. Les seringues peuvent également être gênantes pour les patients, conduisant à la non-conformité.

Patchs micro-aiguilles, préparé avec un procédé de revêtement couche par couche (LbL), sont un facile, façon indolore d'administrer le traitement. Avec le procédé LbL, les chercheurs enduisent une surface de molécules de charges positives et négatives alternées. Pour qu'un film de médicament robuste se forme à la surface du patch, chaque couche adjacente doit être fortement attirée l'une vers l'autre et également vers la micro-aiguille. "Mais cette attraction rend tout le film très 'collant, '" Il note. "Méthodes passées, qui ont conservé ce caractère "collant", peut prendre jusqu'à 90 minutes pour qu'une quantité suffisante de médicament quitte le patch et pénètre dans la peau.

Paula T. Hammond, Doctorat., avec ses étudiants diplômés Il, Celestine Hong et d'autres collègues du Massachusetts Institute of Technology (MIT), trouvé un moyen de contourner ce problème. Ils ont conçu un nouveau polymère sensible au pH en deux parties. "La première partie contient des groupes amines qui sont chargés positivement au pH auquel nous fabriquons les micro-aiguilles, mais qui deviennent neutres au pH de la peau, " Il dit. " La deuxième partie contient des groupes d'acide carboxylique sans charge lorsque les micro-aiguilles sont faites, mais qui se chargent négativement lorsque le patch est appliqué sur la peau, il y a donc un changement global de charge du positif au négatif." Bien que des couches collantes négatives-positives-négatives soient toujours nécessaires pour la construction de films LbL, le patch de l'équipe passe rapidement à repousser les couches négatives-négatives-négatives lorsqu'il est placé sur la peau. Une fois que les micro-aiguilles ont percé la peau et implanté le film de médicament LbL sous la peau, le médicament quitte le patch rapidement.

En utilisant l'ovalbumine de poulet comme antigène modèle, l'équipe a vacciné des souris avec leurs patchs, et comparé les résultats avec des injections intramusculaires et sous-cutanées. Le traitement à la micro-aiguille a produit neuf fois le niveau d'anticorps par rapport aux injections intramusculaires (par exemple, utilisé pour les vaccins contre la grippe) et 160 fois le niveau d'anticorps par rapport aux injections sous-cutanées (par exemple, utilisé pour les vaccins contre la rougeole). Ils ont également constaté une activation immunitaire efficace dans des échantillons chirurgicaux de peau humaine.

"Notre technologie de patch pourrait être utilisée pour administrer des vaccins pour lutter contre différentes maladies infectieuses, " dit Hammond. " Mais nous sommes enthousiasmés par la possibilité que le patch soit un autre outil dans l'arsenal des oncologues contre le cancer, spécifiquement le mélanome."

Pour faire un vaccin contre le mélanome, les chercheurs ont développé un antigène qui comprend un marqueur fréquemment surexprimé par les cellules de mélanome, ainsi qu'un adjuvant, ce qui crée un signal de danger généralisé pour le système immunitaire et renforce sa réponse. Puis, ils ont testé différents arrangements de films micro-aiguilles LbL d'antigène et d'adjuvant dans des cellules immunitaires dérivées de souris. De ces expériences, les chercheurs ont identifié la structure optimale de la micro-aiguille LbL qui semble activer les cellules immunitaires directement accessibles dans la peau. Chez les souris vivantes, ces cellules pourraient, à son tour, migrer vers le système lymphatique et recruter d'autres cellules immunitaires pour attaquer la tumeur du mélanome. Les chercheurs prévoient maintenant de tester les patchs sur des tumeurs de mélanome chez la souris.

« Nous utilisons une chimie à faible coût et un schéma de fabrication simple pour transformer la vaccination, " dit Hammond. "En fin de compte, nous voulons obtenir un appareil approuvé et mis sur le marché."