Des médicaments qui aident à prévenir la formation de protéines indésirables ou nocives sont actuellement en cours de développement pour traiter un certain nombre de maladies, y compris le cancer. Les médicaments sont basés sur de petits ARN interférents, ou siARN, qui sont des morceaux d'acides nucléiques qui agissent en interférant avec la production de protéines. Mais faire parvenir ces médicaments à la bonne cible, comme une tumeur, reste difficile car les siARN peuvent se dégrader rapidement dans le corps, ce qui rend l'administration systémique inefficace. Ils peuvent également avoir des difficultés à entrer dans les cellules où ils font leur travail.

Eben Alsberg, le professeur Richard et Loan Hill de bio-ingénierie et d'orthopédie à l'Université de l'Illinois à Chicago, et ses collègues rapportent sur un support à base d'hydrogel qui peut délivrer des siARN directement là où ils sont nécessaires. Ils rapportent leurs conclusions dans Avancées scientifiques .

D'autres chercheurs ont réussi à lier les molécules d'ARNsi à d'autres matériaux pour former des nanoparticules qui aident à prévenir la dégradation des ARNsi et aident les médicaments à pénétrer dans les cellules. Mais les médicaments incorporant des nanoparticules à administration systémique ont tendance à avoir de faibles taux d'atteinte des cellules ciblées, nécessitant plusieurs doses pour avoir l'effet désiré, ce qui augmente le risque d'effets secondaires négatifs.

Des hydrogels biologiquement compatibles ont été utilisés pour administrer des produits biologiques ou des médicaments directement à des zones spécifiques du corps. Un bouchon ou une feuille d'hydrogel infusé de médicament peut être placé directement là où le médicament est nécessaire, par exemple dans une articulation ou à une rupture osseuse, ou même injecté.

Mais un problème a été que les médicaments chargés dans les hydrogels se diffusent souvent rapidement vers les cellules et les tissus environnants, fournissant une bouffée initiale de drogue et pas beaucoup plus. La libération peut être retardée en modifiant la porosité de l'hydrogel, son taux de dégradation et en bricolant l'affinité du médicament pour l'hydrogel.

Alsberg avec Matthew Levy, professeur agrégé de biochimie au Albert Einstein College of Medicine, et leurs collègues ont développé une stratégie d'hydrogel unique qui permet un meilleur contrôle de la libération des siARN au fil du temps. En couplant chimiquement le siRNA à l'hydrogel via un linker qui peut se dégrader dans le corps, ils peuvent contrôler la libération du médicament. Lorsque l'hydrogel est placé dans un environnement à base d'eau, comme un organisme biologique, l'eau brise le linker entre le siRNA et l'hydrogel, libérer le médicament. Dans ce genre de système, la libération du médicament est prolongée par rapport au moment où l'ARNsi n'est physiquement piégé que dans l'hydrogel.

"Nous pourrons peut-être utiliser cette technologie à l'avenir pour, par exemple, empêcher la production de certaines protéines connues pour favoriser certaines maladies, ou pour aider à transformer les cellules souches en cellules nécessaires à la réparation des tissus endommagés tels que les os ou le cartilage, " a déclaré Alsberg.