Un ingénieur biomédical de l'Université du Massachusetts à Amherst a utilisé un support à base de nanogel conçu dans son laboratoire pour administrer un médicament exclusivement au foie de souris obèses, inversant ainsi efficacement leur maladie induite par l'alimentation.
"Les souris traitées ont complètement perdu le poids qu'elles avaient pris et nous n'avons constaté aucun effet secondaire indésirable", explique S. Thai Thayumanavan, professeur distingué de chimie et de génie biomédical. "Considérant que 100 millions d'Américains souffrent d'obésité et de troubles cardiométaboliques associés, nous sommes devenus très enthousiasmés par ce travail."
Les efforts visant à traduire ces résultats chez l'homme sont poursuivis par la start-up Cyta Therapeutics, fondée à l'Institut UMass des sciences appliquées de la vie (IALS) sur la base des technologies de nanogel du laboratoire de Thayumanavan. Fin juillet, Cyta Therapeutics a remporté le prix de la meilleure startup du jury lors de la 16e journée annuelle de l'innovation dans les sciences de la vie du Massachusetts (MALSI) à Boston.
"Il y a un travail de développement important à mener entre les souris et les humains", dit Thayumanavan, "mais nous espérons que cela deviendra un jour un médicament."
L'auteur principal Thayumanavan, directeur du Center for Bioactive Delivery à l'IALS, explique les conclusions de son équipe dans un article publié mardi 29 août dans le PNAS Nexus. . Ruiling Wu, faisant des recherches pour son doctorat. en chimie dans le laboratoire de Thayumanavan et au Center for Bioactive Delivery, est l'auteur principal de l'article. Wu a récemment obtenu son diplôme et travaille désormais pour une société pharmaceutique à Boston.
L'un des principaux objectifs du centre est de trouver comment acheminer le bon médicament au bon endroit dans le corps en créant de nouvelles plates-formes d'administration pour les petites et grandes molécules.
Les thyromimétiques, ou médicaments qui imitent l'hormone thyroïdienne synthétique, ont été considérés comme un moyen potentiel de résoudre le problème de l'obésité, du diabète de type 2, de l'hypercholestérolémie, de la stéatohépatite associée à un dysfonctionnement métabolique (MASH) et d'autres conditions métaboliques. Une thérapie ciblée est cependant essentielle. Thayumanavan et son équipe ont étudié l'un de ces thyromimétiques.
"Nous avons réalisé que nous devions administrer ce médicament de manière sélective au foie, car s'il se dirige vers d'autres endroits, il pourrait entraîner des complications", explique-t-il. En plus des effets secondaires, la prise systémique du médicament devrait diluer son efficacité, ce qui a été confirmé dans l'étude.
Thayumanavan et son équipe ont nourri un groupe de souris avec un régime riche en graisses, en sucre et en cholestérol pendant 10 semaines, doublant ainsi leur poids. Un groupe témoin de souris a reçu une alimentation saine.
"Nous avons mis au point une approche très simple, en utilisant notre invention unique :des nanogels que nous pouvons diriger sélectivement vers différentes cibles, que nous appelons IntelliGels", explique Thayumanavan. "Ils ont été conçus sur mesure pour l'administration d'hépatocytes dans le foie."
Les souris obèses ont reçu le médicament quotidiennement, emballé dans le nanogel et administré aux souris par injection intrapéritonéale (IP).
Une fois que le support du nanogel est à l’intérieur des cellules hépatocytaires, le glutathion présent dans les cellules rompt les liaisons dans le nanogel, libérant ainsi le médicament. Le médicament active ensuite le récepteur bêta de l'hormone thyroïdienne, entraînant une diminution systémique des lipides, une augmentation de la synthèse des acides biliaires et une oxydation des graisses.
Après cinq semaines de traitement, les souris ont retrouvé un poids normal, même si leur régime riche en graisses s'est poursuivi. Les souris ont également vu leur taux de cholestérol baisser et leur inflammation hépatique se résorber.
"Nous voulions vraiment découvrir les facteurs qui ont été affectés", explique Thayumanavan. "Nous avons constaté que nous activons la voie de transport inverse du cholestérol, ce qui réduit le cholestérol. Nous pensons que l'activation de l'oxydation des graisses et une augmentation du taux métabolique provoquent une perte de poids, mais des travaux supplémentaires doivent être effectués pour prouver ce point. "
Maintenant que le mécanisme est mieux compris, note l'article, "les nanogels encapsulés dans des médicaments ouvrent la possibilité de stratégies pharmaceutiques médiées par des nanoparticules pour d'autres maladies hépatiques."
Plus d'informations : Ruiling Wu et al, Conférer une sélectivité hépatique à un thyromimétique à l'aide d'une nouvelle nanoparticule augmente l'efficacité thérapeutique dans un modèle animal d'obésité induite par l'alimentation, PNAS Nexus (2023). DOI :10.1093/pnasnexus/pgad252
Informations sur le journal : PNAS Nexus
Fourni par l'Université du Massachusetts Amherst
