(Phys.org) — Une équipe de recherche dirigée par le Brigham and Women's Hospital (BWH) a développé et testé une nouvelle plate-forme de nanoparticules qui délivre efficacement des protéines cliniquement importantes in vivo lors des premiers tests de validation de principe. Nanoparticules, qui sont des particules mesurant des nanomètres, promettent pour une gamme d'applications, y compris la thérapeutique humaine. Le principal avantage de la nouvelle plateforme, connue sous le nom de nanoparticule thermoéponge, est qu'il élimine le besoin de solvants agressifs, ce qui peut endommager les molécules mêmes que les particules sont conçues pour transporter.

L'étude est publiée en ligne le 21 octobre dans Lettres nano .

« Un défi central dans l'application de la technologie des nanoparticules aux protéines thérapeutiques est de préserver l'activité biologique des protéines, qui peut être inactivé par les solvants organiques utilisés en ingénierie des nanoparticules, " dit Omid Farokhzad, MARYLAND, Directeur du Laboratoire BWH de Nanomédecine et Biomatériaux. « Nos recherches démontrent que la plate-forme thermoéponge, qui permet le chargement sans solvant des protéines, est une approche prometteuse pour la livraison d'une variété de protéines, y compris des protéines hautement labiles telles que l'IL-10."

Les thérapies à base de protéines forment une classe importante de médicaments pour traiter une gamme de maladies humaines. Cependant, des défis importants dans leur développement ont généralement entraîné des trajectoires de développement très lentes. Pour surmonter ces défis, Farokhzad et ses collègues ont cherché à créer des méthodes améliorées de nanoparticules pour fournir des thérapies protéiques.

Les nouvelles nanoparticules thermospongieuses (TNP) qu'ils ont développées sont composées de polymères biocompatibles et biodégradables. Ces polymères comprennent une centrale, noyau sphérique, en polymère poly(D, L-lactide), et une "thermosponge" externe, " constitué d'un polymère polaxomère. Le noyau peut être chargé positivement ou négativement, pour permettre la livraison de protéines chargées négativement ou positivement, respectivement. Surtout, la coque en thermoéponge peut se dilater ou se contracter en fonction des changements de température, qui permet le chargement sans solvant des protéines sur le TNP.

Les chercheurs ont sélectionné une gamme de différentes protéines pour le chargement sur les TNP, y compris l'interleukine-10 (IL-10) chargée positivement et l'érythropoïétine, et l'insuline chargée négativement et l'hormone de croissance humaine. Les protéines ont montré des modèles similaires de libération prolongée pendant quatre jours après le chargement, indiquant que les TNP sont capables de délivrer efficacement une variété de protéines.

D'autres tests ont montré que les protéines chargées sur les TNP conservaient leur bioactivité tout au long du chargement et de la libération des TNP.

Surtout, dans les études de modèles précliniques, le chargement d'IL-10 ou d'insuline sur les TNP a entraîné des augmentations spectaculaires de l'exposition systémique aux protéines, dégagement réduit, et une demi-vie circulante accrue des protéines par rapport à la protéine native sans TNP.

« Les TNP ont été conçus et nano-conçus en tenant compte de la bioactivité des protéines, où nous avons optimisé une nanotechnologie sans solvant qui peut piéger des protéines de différentes tailles et charges en fonction des différences de température dans l'enveloppe des nanoparticules. Cette méthodologie se prête à l'administration d'une gamme de protéines thérapeutiques et peut potentiellement conduire à la traduction clinique facile de nanoparticules pour l'administration de produits biologiques, " a déclaré Won IL Choi, Doctorat., stagiaire postdoctoral au Laboratoire de nanomédecine et biomatériaux BWH.