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A Photo-triggered On-demand Drug Delivery System for Chronic Pain

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Améliorer la gestion de la douleur grâce aux nanotechnologies

Des nanoparticules injectables capables de libérer un anesthésique à l’endroit et au moment nécessaires ont récemment été mises au point par des chercheurs du projet NANOHEDONISM.

Santé

Pour les millions de personnes touchées par des affections nerveuses, la douleur qui en résulte peut être dévastatrice. Malheureusement, les options pour gérer cette douleur se limitent au soulagement à court terme. Même si certains des traitements à libération prolongée (c’est-à-dire, des liposomes chargés de médicaments) disponibles sur le marché peuvent procurer jusqu’à une semaine de soulagement de la douleur, ils le font par le biais d’une libération ou d’un profil de libération anesthésique constant qui ne peut pas s’adapter aux changements de l’activité physique du patient ou à la fluctuation du niveau de douleur. «Ces systèmes conventionnels ne peuvent pas arrêter la libération tant que le médicament n’est pas épuisé», explique Manuel Arruebo, chercheur à l’université espagnole de Saragosse. «Toutefois, de nombreuses affections exigent la libération appropriée d’un médicament donné à un moment précis, notamment le diabète, les troubles hormonaux et les douleurs sciatiques — pour n’en citer que quelques-unes.» Grâce au soutien du projet NANOHEDONISM (A Photo-triggered On-demand Drug Delivery System for Chronic Pain), financé par l’UE, M. Arruebo et son équipe de chercheurs développent des systèmes réversibles qui permettent de libérer un médicament à l’endroit et au moment nécessaires.

Soulagement de la douleur sur demande

Le but du projet était de développer des nanoparticules injectables et biodégradables chargées de médicaments, capables de libérer un médicament selon les besoins. Pour ce faire, les chercheurs ont créé des systèmes d’administration de médicaments déclenchés par la lumière visible (VIS) et proche infrarouge (PIR), et activés de l’extérieur. Les systèmes sont activés par une lumière laser infrarouge appliquée extérieurement, ce qui permet de libérer le médicament sur demande et selon les besoins. «Notre idée était de développer des capsules qui ne libèrent qu’une petite quantité d’anesthésiant en cas de besoin et qui peuvent être allumées et éteintes à plusieurs reprises sans avoir à réinjecter de matériel supplémentaire», explique M. Arruebo. Les nanoparticules injectables utilisées dans la solution de NANOHEDONISM sont faites de matériaux biocompatibles. Leur synthèse est réalisée à l’aide de réacteurs microfluidiques. L’ensemble du processus est soutenu par la dynamique des fluides computationnelle, qui est utilisée pour fabriquer et contrôler la quantité de médicament contenue dans chacune des nanoparticules, pour produire les nanoparticules à grande échelle et pour éviter les hétérogénéités qui produiraient des profils de libération de médicament non reproductibles. «Dans le cadre de ce projet, nous avons développé des véhicules qui transportent des médicaments et libèrent leur cargaison localement sur le site d’injection, et ce, pendant le temps nécessaire pour ajuster la dose aux besoins spécifiques», ajoute M. Arruebo. «Cette technologie a le potentiel de permettre au patient ou au médecin de décider quand administrer le médicament de manière peu invasive et de ne fournir des doses d’analgésiques thérapeutiques seulement pendant le temps nécessaire.» La biocompatibilité et l’efficacité des nanocapsules de NANOHEDONISM déclenchées par la lumière ont été validées à la fois in vitro et in vivo.

Des résultats mondialement significatifs

De ce projet, et d’autres recherches biomédicales menées par le groupe, sont nés 67 articles scientifiques extraordinaires, un brevet et la consolidation d’une équipe d’experts qui continuent à collaborer. «Le projet NANOHEDONISM a clairement démontré qu’il est possible de synthétiser des nanoparticules injectables et biodégradables chargées de médicaments, capables de libérer des anesthésiques après avoir reçu une lumière laser infrarouge appliquée extérieurement, ce qui permet d’obtenir des profils de libération de médicaments pulsatiles, à la demande et in vivo», explique M. Arruebo. Les recherches du groupe ont attiré l’attention du monde entier. Par exemple, en 2017, M. Arruebo était l’un des 100 000 scientifiques les plus cités dans le monde. Aujourd’hui, l’équipe de recherche est en pourparlers avec une grande entreprise chimique pour mener à bien des projets de recherche communs.

Mots‑clés

NANOHEDONISM, gestion de la douleur, nanotechnologie, nanoparticules, anesthésie, affections nerveuses

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