Un nouveau système d’administration de médicaments pourrait réduire les injections quotidiennes de diabète à seulement trois par an

Les ingénieurs en matériaux de l’Université de Stanford ont développé un nouveau système d’administration de médicaments par hydrogel qui transforme les injections quotidiennes ou hebdomadaires de médicaments contre le diabète et le contrôle du poids comme Ozempic, Mounjaro, Trulicity, Victoza et d’autres en une seule fois tous les quatre mois. Dans une nouvelle étude publiée dans Rapports cellulaires Médecineles chercheurs pensent qu’un tel système améliorera considérablement la gestion du diabète et du poids, améliorera l’observance médicamenteuse des patients et aidera les personnes atteintes de diabète de type 2 à améliorer leurs résultats de santé à long terme.

Ces médicaments agissent tous en imitant l’hormone glucagon-like peptide 1 (GLP-1). Mais, aussi efficaces soient-elles pour aider les gens à gérer leur alimentation et leur poids, les injections quotidiennes ou hebdomadaires typiques constituent un fardeau pour de nombreux patients.

“L’observance est l’un des plus grands défis dans la gestion du diabète de type 2”, a déclaré Eric Appel, professeur agrégé de science et d’ingénierie des matériaux à Stanford et chercheur principal sur le nouvel hydrogel qui permet la libération lente des médicaments de contrôle du régime sur plusieurs mois. “En n’ayant besoin que de trois injections par an, il serait beaucoup plus facile pour les personnes atteintes de diabète ou d’obésité de suivre leur traitement médicamenteux.”

Un demi-milliard de personnes dans le monde souffrent de diabète de type 2, dont 130 millions rien qu’en Amérique. On estime que le traitement coûte aux États-Unis plus de 400 milliards de dollars chaque année. Introduits seulement récemment, les médicaments GLP-1 ont été décrits comme des « médicaments miracles » avec peu d’effets secondaires et un contrôle approfondi de l’apport énergétique en aidant les patients à se sentir plus rassasiés et moins affamés et en ciblant d’autres effets alimentaires liés à la récompense.

Nouveaux hydrogels nanocomposites

Le secret de l’hydrogel réside dans les caractéristiques physiques uniques des nanoparticules en son cœur. Les hydrogels ne sont pas nouveaux – de nombreuses personnes portent aujourd’hui des lentilles de contact fabriquées à partir d’hydrogels, par exemple – mais celles-ci sont conçues pour résister aux déchirures et conserver leur forme. L’hydrogel d’Appel est plutôt conçu avec des polymères et des nanoparticules faiblement liés les uns aux autres afin de se maintenir ensemble sous forme de gel tout en se dissipant lentement avec le temps.

L’hydrogel est formé d’un maillage de chaînes polymères et de nanoparticules qui retiennent les molécules médicamenteuses jusqu’à ce que le maillage se dissolve, libérant ainsi les médicaments.

“Notre hydrogel fond pendant plusieurs mois comme un morceau de sucre se dissolvant dans l’eau, molécule par molécule”, a expliqué Appel. “Je fais souvent référence au maillage maintenu ensemble par une sorte de Velcro moléculaire qui colle assez bien mais qui peut ensuite être facilement séparé.”

Le nouvel hydrogel, techniquement connu sous le nom d’hydrogel polymère-nanoparticule (PNP), a une qualité de flux fluide « parfaite » de Boucle d’or qui peut être facilement injecté à l’aide d’aiguilles disponibles dans le commerce, tout en ayant une stabilité semblable à celle d’un gel suffisamment durable dans le corps pour durer toute la période de quatre mois. Les molécules des médicaments GLP-1 sont formulées dans l’hydrogel et sont distribuées de la même manière au fil du temps à mesure que l’hydrogel fond lentement.

Le médecin injecte une petite cuillerée de gel, appelée « dépôt », d’hydrogel chargé de médicament sous la peau, à un endroit pratique, par exemple sous le bras. La clé pour l’ingénieur est de concevoir l’hydrogel de manière à rendre ce dépôt suffisamment petit pour être confortable et discret pour le patient, mais suffisamment grand et suffisamment durable pour durer quatre mois. Appel pense que son équipe a atteint cette mesure de contrôle.

“Nous avons choisi quatre mois pour correspondre à la cadence à laquelle les gens rencontrent réellement leur médecin ou endocrinologue et pourquoi nous étions si précis sur la période de libération”, a déclaré Appel.

Un potentiel prometteur

Jusqu’à présent, l’équipe a testé le nouveau système d’administration de médicaments sur des rats de laboratoire avec beaucoup de succès. Chez le rat, une seule injection de cette thérapie à base d’hydrogel améliore la gestion de la glycémie et du poids par rapport aux injections quotidiennes d’un médicament commercial de premier plan, a noté Appel.

Bien que cet hydrogel particulier ait été conçu spécifiquement pour le régime de contrôle de quatre mois du GLP-1, Appel a déclaré que l’équipe avait réussi à régler les délais de libération allant de quelques jours à six mois. Il ajoute que de tels systèmes ont été utilisés avec d’autres protéines, vaccins et même cellules thérapeutiques, et il existe des preuves que les médicaments GLP-1 peuvent également réduire le risque de maladies cardiovasculaires. Tous ces signes laissent entrevoir la possibilité prometteuse que ce système d’administration de médicaments puisse être appliqué à d’autres médicaments et à d’autres pathologies.

“Il y a même eu des résultats très prometteurs chez les enfants atteints de diabète de type 1”, a déclaré Appel à propos des promesses à venir.

La prochaine étape sera des tests sur des porcs, dont la peau et le système endocrinien sont les plus similaires à ceux des humains. Si ces essais se déroulent comme prévu, Appel pourrait procéder à des essais cliniques sur des humains d’ici un an et demi à deux ans.

“À tout le moins, nous avons ouvert la voie à la libération prolongée de traitements thérapeutiques antidiabétiques et anti-obésité à base de GLP-1 qui pourraient avoir un impact bénéfique sur la gestion du diabète de type 2 et, peut-être, sur d’autres pathologies également”, “, a déclaré Appel.