Scientifiques de l'Université technologique de Nanyang, Singapour (NTU Singapore) a développé des nanoparticules d'insuline qui pourraient un jour devenir la base d'un médicament oral, et une alternative aux injections d'insuline pour les patients diabétiques.

Dans une étude préclinique, l'équipe de NTU Singapore a donné à des rats des nanoparticules contenant de l'insuline et a découvert que l'insuline augmentait dans leur sang quelques minutes plus tard.

L'insulinothérapie est souvent une partie importante du traitement du diabète, une maladie métabolique qui affecte 422 millions de personnes dans le monde. À Singapour, le nombre de diabétiques devrait atteindre 1 million, soit près d'un cinquième de la population, en 2050.

L'administration d'insuline par voie orale serait préférable aux injections d'insuline pour les patients car elle provoque moins de douleur que les injections, et pourrait ainsi conduire à une meilleure observance du patient. Mais le dosage oral reste un défi. L'insuline étant une protéine, il se décompose dans le tractus gastro-intestinal avant même de pouvoir atteindre la circulation sanguine pour réguler la glycémie.

Pour surmonter ce défi, l'équipe interdisciplinaire composée de scientifiques de la School of Materials Science and Engineering de NTU et de la Lee Kong Chian School of Medicine (LKCMedicine) a conçu une nanoparticule chargée d'insuline au cœur, puis enduit de couches alternées d'insuline et de chitosane, un sucre naturel. Le dosage est obtenu en contrôlant le nombre de couches dans la nanoparticule.

Grâce à des expériences de laboratoire utilisant des cultures cellulaires et des modèles de rats, l'équipe dirigée par le chercheur principal de NTU, le Dr Huang Yingying, Professeur agrégé Yusuf Ali et ancien professeur NTU Subbu Venkatraman, a démontré que cette nanoparticule enrobée couche par couche est stable lorsqu'elle passe de l'estomac à l'intestin grêle avec une libération minimale d'insuline, et est capable de traverser les parois intestinales dans la circulation sanguine.

Dr. Huang Yingying de l'École des sciences et de l'ingénierie des matériaux à NTU, le co-auteur principal de l'étude, a déclaré : « Les efforts visant à développer des produits d'insuline par voie orale ont rencontré peu de succès car ces produits présentent soit un risque pour la sécurité, ou nécessitent des doses fréquentes en raison de la capacité du médicament à ne contenir qu'une petite quantité d'insuline. Les tests de notre nanoparticule d'insuline développée par NTU chez le rat montrent qu'elle peut transporter une quantité d'insuline suffisante pour l'effet thérapeutique souhaité et qu'elle est en même temps suffisamment petite pour traverser les parois intestinales dans la circulation sanguine. Cela indique son application potentielle pour l'administration orale d'insuline chez l'homme. Nous pensons que le même concept pourrait également être utile pour d'autres médicaments à base de protéines qui doivent normalement être injectés."

Professeur agrégé Yusuf Ali de NTU LKCMedicine, le co-auteur de l'étude, a déclaré:"L'insuline est maintenant administrée sous la peau avec une aiguille fine plusieurs fois par jour, selon la formulation. Mis à part la douleur et les désagréments, ces injections comportent également un risque que les patients ne soient pas conscients de leur faible taux de sucre dans le sang, qui pourrait se transformer en une condition potentiellement mortelle chez un diabétique. LKCMedicine fait maintenant avancer le développement de cette nanoparticule avec davantage de travaux précliniques, et nous espérons que notre travail pourra un jour remplacer les injections douloureuses d'insuline par une simple et petite pilule."

Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Nanoéchelle en novembre.

Une approche à plusieurs niveaux pour l'administration d'insuline par voie orale

L'insuline est une hormone naturelle qui est essentielle à la régulation de la glycémie, surtout après un repas.

Chez les individus sains, l'insuline produite dans le pancréas pénètre dans la circulation sanguine et est distribuée aux principaux organes métaboliques. Il instruit le foie, muscles, et les cellules adipeuses pour absorber plus de glucose dans le sang et le stocker pour une utilisation future.