(PhysOrg.com) -- Des chercheurs du MIT et de la Harvard Medical School ont construit des nanoparticules ciblées qui peuvent s'accrocher aux parois des artères et libérer lentement des médicaments, une avancée qui offre potentiellement une alternative aux stents libérant des médicaments chez certains patients atteints de maladies cardiovasculaires.
S'appuyant sur leurs travaux antérieurs sur la fourniture de médicaments anticancéreux avec des nanoparticules, Des chercheurs du MIT et de Harvard se sont penchés sur les maladies cardiovasculaires, concevoir de nouvelles particules qui peuvent s'accrocher aux parois artérielles endommagées et libérer lentement le médicament.
Les particules, surnommés « nanoburrs, » sont recouverts de minuscules fragments de protéines qui leur permettent de coller aux parois artérielles endommagées. Une fois coincé, ils peuvent libérer des médicaments tels que le paclitaxel, qui inhibe la division cellulaire et aide à prévenir la croissance du tissu cicatriciel qui peut obstruer les artères.
« C'est un exemple très excitant de nanotechnologie et de ciblage cellulaire en action qui, j'espère, aura de larges ramifications, ", déclare le professeur Langer du MIT Institute, auteur principal d'un article décrivant les nanoparticules dans le numéro de cette semaine du Actes de l'Académie nationale des sciences.
Langer et Omid Farokhzad, professeur agrégé à la Harvard Medical School et autre auteur principal de l'article, ont déjà développé des nanoparticules qui recherchent et détruisent les tumeurs. Leurs nanobavures, cependant, sont parmi les premières particules qui peuvent se concentrer sur les tissus vasculaires endommagés.
Marc Davis, professeur de génie chimique à Caltech, dit que le travail est une étape prometteuse vers de nouveaux traitements pour les maladies cardiovasculaires et autres. « S'ils pouvaient le faire chez les patients – cibler les particules sur les zones blessées – cela pourrait ouvrir toutes sortes de nouvelles opportunités, " dit Davis, qui n'a pas participé à cette recherche.
Sur la cible
Actuellement, l'un des moyens standard de traiter les artères obstruées et endommagées consiste à implanter un stent vasculaire, qui maintient l'artère ouverte et libère des médicaments tels que le paclitaxel. Les chercheurs espèrent que leurs nouvelles nanobavures pourraient être utilisées à côté de tels stents - ou à leur place - pour traiter les dommages situés dans des zones peu adaptées aux stents, comme près d'une fourche dans l'artère.
Les nanobavures ciblent une structure connue sous le nom de membrane basale, qui tapisse les parois artérielles mais n'est exposé que lorsque ces parois sont endommagées. Pour construire leurs nanoparticules, l'équipe a passé au crible une bibliothèque de courtes séquences peptidiques pour en trouver une qui se lie le plus efficacement aux molécules à la surface de la membrane basale. Ils ont utilisé le plus réussi, une séquence de sept acides aminés appelée C11, pour enrober la couche externe de leurs nanoparticules.
Le noyau interne des particules de 60 nanomètres de diamètre transporte le médicament, qui est lié à une chaîne polymère appelée PLA. Une couche intermédiaire de lécithine de soja, une matière grasse, se situe entre le noyau et l'enveloppe extérieure, qui se compose d'un polymère appelé PEG qui protège les particules lorsqu'elles voyagent dans la circulation sanguine.
Le médicament ne peut être libéré que lorsqu'il se détache de la chaîne polymère PLA, qui se produit progressivement par une réaction appelée hydrolyse des esters. Plus la chaîne polymère est longue, plus ce processus prend du temps, Ainsi, les chercheurs peuvent contrôler le moment de la libération du médicament en modifiant la longueur de la chaîne. Jusque là, ils ont obtenu la libération du médicament sur 12 jours, dans des tests sur des cellules cultivées.
Uday Kompella, professeur de sciences pharmaceutiques à l'Université du Colorado, dit que la structure du nanoburr pourrait le rendre plus facile à fabriquer, parce que les peptides ciblés sont attachés à une enveloppe externe et non directement au noyau porteur du médicament, ce qui nécessiterait une réaction chimique plus compliquée. La conception réduit également le risque d'éclatement des nanoparticules et de libération prématurée de médicaments, dit Kompella, qui n'a pas participé à cette recherche.
Un autre avantage des nanobavures est qu'elles peuvent être injectées par voie intraveineuse à un site éloigné du tissu endommagé. Dans des tests sur des rats, les chercheurs ont montré que les nanobavures injectées près de la queue sont capables d'atteindre leur cible - les parois de l'artère carotide blessée mais pas l'artère carotide normale. Les bavures se sont liées aux parois endommagées à un taux deux fois supérieur à celui des nanoparticules non ciblées.
Parce que les particules peuvent délivrer des médicaments sur une plus longue période de temps, et peut être injecté par voie intraveineuse, les patients n'auraient pas à subir des injections répétées et chirurgicalement invasives directement dans la zone nécessitant un traitement, dit Juliana Chan, un étudiant diplômé du laboratoire de Langer et auteur principal de l'article.
L'équipe teste actuellement les nanobavures chez le rat sur une période de deux semaines afin de déterminer la dose la plus efficace pour traiter les tissus vasculaires endommagés. Les particules peuvent également s'avérer utiles pour administrer des médicaments aux tumeurs. « Cette technologie pourrait avoir de larges applications dans d'autres maladies importantes, y compris le cancer et les maladies inflammatoires où une perméabilité vasculaire ou des lésions vasculaires sont couramment observées, " dit Farokhzad.
