Des chercheurs de l'École de médecine ont mis au point une nouvelle formule pour administrer le peptide thérapeutique apéline au tissu cardiaque. Le système de livraison, ce qui augmente considérablement la stabilité du peptide, est prometteur pour le traitement des maladies cardiaques chez l'homme, les chercheurs ont dit.

Les souris présentant une hypertrophie cardiaque induite et une insuffisance cardiaque qui ont reçu de l'apeline via le nouveau système d'administration ont montré une amélioration significative, dit Jayakumar Rajadas, Doctorat, fondateur et directeur du laboratoire de biomatériaux et d'administration avancée de médicaments de l'école.

Un article décrivant les résultats a été publié en ligne le 13 octobre dans Biomatériaux .

« Il s'agit d'un développement très important dans le domaine de la thérapeutique cardiovasculaire, " dit Rajadas, un auteur principal de l'article, qui est également directeur adjoint de la division de pharmacologie cardiovasculaire du Stanford Cardiovascular Institute. L'auteur principal est le chercheur postdoctoral Vahid Serpooshan, MARYLAND, Doctorat.

La maladie cardiaque connue sous le nom d'hypertrophie, qui est généralement attribuée à la mort subite chez les athlètes, est généralement une maladie héréditaire déclenchée par un stress cardiaque dû à un exercice physique extrême, hypertension, dysfonctionnement valvulaire ou infarctus ventriculaire.

Demi-vie plasmatique courte de l'apéline

Les récepteurs couplés aux protéines G à la surface du tissu cardiaque fonctionnent comme des capteurs de stress. Ils se lient au peptide apéline dans un processus crucial pour prévenir le dysfonctionnement cardiaque. Lorsque le cœur est surchargé par divers facteurs de stress, le corps produit plus d'apeline pour ce processus. Bien qu'on ne sache pas pourquoi, les patients hypertrophiés ont de faibles taux d'apéline, qui sont encore épuisés avec des facteurs de stress supplémentaires, comme l'hypertension.

Dans un modèle de traitement similaire à l'administration d'insuline aux patients diabétiques, les médecins ont tenté de traiter ces maladies cardiaques avec des doses d'apeline. L'agent thérapeutique est administré par voie intraveineuse au tissu cardiovasculaire, mais en raison de sa courte demi-vie (le médicament est rapidement éliminé du plasma sanguin), le succès de ce traitement a été limité.

"Cette approche s'est avérée difficile car l'apeline a une demi-vie très courte d'environ huit minutes dans le sang et donc une biodisponibilité limitée, ", a déclaré Rajadas.

Rajadas, un expert dans le domaine de la nanotechnologie – l'ingénierie de systèmes fonctionnels à l'échelle moléculaire pour créer des « nanostructures » – a vu un potentiel d'amélioration du système d'administration du peptide au tissu cardiaque. La nanotechnologie a été utilisée pour stabiliser les agents thérapeutiques dans le corps et les cibler sur des tissus spécifiques au cours des 10 dernières années, il a dit. Dans ce cas, l'idée était de protéger les peptides d'apeline se dégradant rapidement avec de grandes, molécules stables lors de leur transport vers le tissu cible.

Le cheval de Troie

L'équipe de recherche a développé une nouvelle technique pour augmenter la stabilité des peptides d'apeline fragiles en les protégeant avec une couverture lipidique que Rajadas appelle la méthode de livraison « cheval de Troie ». Les « nanocarriers » de liposomes encapsulent l'apeline et la font passer à travers le sang jusqu'au tissu cardiaque.

L'apeline résultante "nanobullets, " comme les chercheurs les appellent, ont ensuite été délivrés par le système sanguin au tissu cardiovasculaire de souris atteintes de maladies cardiaques hypertrophiques induites. La théorie était que l'apeline ne serait pas libérée avant d'être près du tissu cardiaque.

Lorsque les chercheurs ont livré la préparation de nanoparticules en deux injections sur 14 jours aux souris, les animaux ont montré une récupération spectaculaire par rapport à ceux du groupe témoin, qui n'a reçu qu'une solution saline ou un traitement avec de l'apeline non couverte, dit Rajadas.

« Apelin sous cette forme pourrait éventuellement être utilisé comme traitement pour les humains administrés par injection plutôt que par voie intraveineuse comme par le passé, ", a déclaré Rajadas. "L'idée est que des injections mensuelles ou bimensuelles régulières pourraient entraîner des symptômes."