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Encapsuler des médicaments dans des liposomes afin de les administrer de manière plus efficace et prolongée

Pour qu'un médicament soit efficace, il faut disposer d'une méthode d'administration permettant d'apporter le composé actif jusqu'aux sites visés dans le corps. Une étude européenne a mis au point une méthode innovante de préparation de liposomes, sous forme de nanocapsules transportant le médicament. Elle diminue le risque de réaction immunitaire et assure une distribution efficace dans le corps.
Encapsuler des médicaments dans des liposomes afin de les administrer de manière plus efficace et prolongée
Bien souvent, lorsqu'un médicament est administré de façon généraliste, il touche aussi des tissus normaux ou sensibles, entraînant des effets secondaires notables. En outre, l'ingrédient actif risque de ne pas être disponible dans tout le corps, et donc d'être inefficace au niveau du tissu ou de l'organe visé.

Dans l'idéal, l'administration d'un médicament doit être sûre, ne pas déclencher de réaction immunitaire, et apporter le composé voulu à l'endroit ciblé. Les nanocapsules sont essentiellement une membrane, naturelle ou synthétique, qui délimite une cavité pour le transport du médicament. Le développement et l'optimisation de la fabrication et de la fonctionnalisation des nanocapsules font l'objet de recherches intensives.

Une technique innovante de fabrication de nanocapsules

Les liposomes sont largement utilisés pour transporter des peptides, des protéines et autres substances actives, à des fins pharmaceutiques ou biochimiques. Cependant, ils contiennent des phospholipides et leur principal inconvénient est de déclencher une réponse immunitaire, notamment en activant le système du complément.

C'est pourquoi les scientifiques du projet DECENT AID, financé par l'UE, ont mis au point une nouvelle méthode de production de nanocapsules basée sur la centrifugation et des techniques de mécanique des fluides et des colloïdes. «Ces nouvelles nanocapsules devraient convenir tout particulièrement pour les protéines et d'autres molécules biologiques qui risquent d'être dégradées par les méthodes actuelles d'encapsulation», explique le Dr Leneweit, coordinateur du projet.

Les chercheurs ont utilisé comme composé pharmaceutique actif des protéines, maintenues en nanoémulsion par des phospholipides. La centrifugation de l'émulsion, via une technique spécialisée intégrant un système optique in situ, a produit des nanocapsules asymétriques.

La caractérisation de la coque des nanocapsules, en termes de taille, de polydispersité, d'asymétrie et d'efficacité d'encapsulation d'un médicament hydrophile, a conduit à une découverte inattendue. En effet, les chercheurs ont constaté que la densité et l'organisation des phospholipides en une ou plusieurs couches dépendait de l'interaction entre l'eau et le solvant organique utilisé. Une publication dans la revue «Langmuir» montre que ce nouveau mode d'interaction devrait avoir un rôle dans le transport de lipides par le sang et lors premières étapes de l'artériosclérose.

Par ailleurs, vu la capacité des liposomes à activer le système du complément, les chercheurs ont testé in vitro et in vivo l'immunogénicité de nanocapsules vides de liposomes, et étudié le mécanisme de la réactivité immunitaire. Les chercheurs ont aussi recouvert les nanocapsules d'héparine, un polymère de couverture naturellement présent dans le corps, afin de minimiser les attaques par les systèmes du complément, de coagulation et phagocytaire. Cette couverture d'héparine est biodégradable et ne déclenche pas de réaction immunitaire, évitant une élimination rapide du sang en cas d'administration répétée des nanocapsules. Ce nouveau système de protection s'est avéré stable dans du sang entier, tamponné et du plasma.

Les chercheurs ont aussi comparé l'immunogénicité in vivo de nanocapsules recouvertes ou non du polymère. Ils ont évalué la distribution et l'efficacité du médicament sur divers modèles murins dont un pour le cancer. Ceci a montré l'existence d'un mécanisme jusqu'ici inconnu d'élimination des nanocapsules non protégées, par l'action du système du complément, soulignant l'importance des polymères naturels pour résister au système immunitaire.

Passage au stade industriel

La méthode de DECENT AID a atteint un rendement de 95 % pour l'encapsulation et de 82 % pour les bicouches asymétriques. «Nos résultats ouvrent la possibilité de passer à l'échelle industrielle et de proposer des techniques d'encapsulation de composés pharmaceutiques fragiles dans des nanocapsules, avec une qualité sans équivalent», conclut le Dr Leneweit. Afin de passer à une production industrielle de nanocapsules, le consortium compte mettre au point des procédures pour des systèmes de production en continu par centrifugation.

Les nanocapsules asymétriques et le système de protection par polymères du projet DECENT AID ont surmonté un problème majeur de l'administration de médicaments. De par leurs propriétés, les nanocapsules sont idéales pour protéger et transporter des composés pharmaceutiques sensibles comme ceux utilisés dans la thérapie du cancer.

Thèmes

Life Sciences

Mots-clés

Liposome, administration de médicaments, nanocapsules, DECENT AID, système du complément