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Un nouveau système d'administration de médicaments "cheval de Troie" utilise des microgouttelettes à base de protéines

Des scientifiques de l’Université technologique de Nanyang à Singapour (NTU Singapour) ont mis au stage une nouvelle méthode d’administration de médicaments dans les cellules humaines à l’aide de grosses molécules biologiques, en les enfermant d’abord dans une microgouttelette à base de protéines.

furthermore sûre. au traitement du most cancers et à l’administration de vaccins, y compris les vaccins à base d’ARNm tels que ceux actuellement utilisés pour les vaccinations Covid-19 par Pfizer et Moderna.

Ces microgouttelettes. peuvent contenir de grosses biomacromolécules qui transportent des médicaments à l’intérieur. Ce faisant, ils permettent à ces molécules biologiques de pénétrer dans les cellules, ce que les molécules ne peuvent pas faire par elles-mêmes.

Les biomacromolécules sont de grosses molécules biologiques telles que les acides nucléiques (ADN, ARNm), les protéines et les glucides. Ils présentent un grand intérêt pour la recherche en tant que vecteurs de médicaments, vehicle ils peuvent transporter une grande quantité de médicaments, sont non toxiques.

Cependant.

Maintenant, l’équipe de recherche NTU, dirigée par le professeur Ali Miserez de l’École des sciences et de l’ingénierie des matériaux et de l’École des sciences biologiques, a montré dans des expériences de laboratoire que leur méthode consistant à enfermer d’abord des biomacromolécules porteuses de médicaments dans des microgouttelettes à foundation de protéines leur permet de manière fiable et entrer efficacement dans les cellules, en surmontant le principal défi de l’entrée dans les cellules.

une spécificité et sont très sûres”, a déclaré le professeur Miserez. « Malgré ce substantial potentiel, les biomacromolécules souffrent d’un inconvénient majeur : elles sont imperméables à la membrane cellulaire et ne peuvent donc pas pénétrer dans la cellule par elles-mêmes. Elles ont besoin d’aide, c’est là que notre plateforme se fulfilled en spot.

Les résultats ont été publiés dans la revue scientifique Mother nature Chemistry en février. L’étude a été financée par une subvention de niveau 3 du ministère de l’Éducation.

L’équipe de recherche a déposé deux brevets sur la foundation de leur étude publiée et travaille à la commercialisation de sa méthode de plate-forme d’administration de médicaments par le biais de NTUitive, la société d’innovation et d’entreprise de l’Université.

Le développement du nouveau système d’administration de médicaments de l’équipe est aligné sur l’engagement de NTU envers l’innovation dans son prepare stratégique 2025 récemment annoncé, qui vise à traduire la recherche en produits et résultats qui améliorent la qualité de vie.

Un nouveau système d’administration contourne la membrane cellulaire

Les chercheurs ont synthétisé un peptide dérivé du bec de calmar pour previous la microgouttelette en raison de son origine biologique, de sa grande efficacité dans le stockage des molécules et de sa faible toxicité.

Ce processus LLPS, similaire à la façon dont l’huile et l’eau peuvent se mélanger mais se séparer facilement en deux liquides distincts.

Ce coacervat est able de se fondre dans la membrane cellulaire, bien que la raison exacte en soit actuellement inconnue. “Vraisemblablement. bien que le mécanisme d’entrée précis ne soit toujours pas clair et soit actuellement à l’étude”, a déclaré le premier auteur de l’article, Yue Sunshine, doctorante à la NTU.

Fondamentalement, cette découverte permet aux biomacromolécules d’éviter l’endocytose – le processus par lequel les cellules permettent aux substances étrangères d’entrer en l’entourant d’une membrane protectrice.

ou endosome. Par conséquent.

Une fois à l’intérieur de la cellule, les gouttelettes porteuses se désintègrent et libèrent les biomacromolécules pour faire leur travail de traitement de diverses maladies, notamment le most cancers et les maladies métaboliques.

“Vous pouvez considérer ces gouttelettes comme des” chevaux de Troie “moléculaires  : elles incitent les cellules à les laisser entrer, et une fois à l’intérieur, elles délivrent les” soldats “biomacromoléculaires qui ciblent la maladie”, a déclaré le professeur Miserez.

Le contournement de l’endocytose est essential vehicle il réduit l’efficacité des médicaments. Étant donné que les microgouttelettes de peptides développées par l’équipe NTU peuvent contourner ce processus pour pénétrer dans la cellule sans entrave, leur cargaison de médicaments peut fonctionner à pleine puissance, a déclaré le professeur Miserez.

Un système de livraison pour une variété de médicaments

Lors d’expériences en laboratoire, l’équipe a réussi à délivrer des protéines fluorescentes, qui sont couramment utilisées pour démontrer l’efficacité des transporteurs de médicaments. un médicament protéique, grâce à cette méthode. Par elles-mêmes, ces protéines ne peuvent pas entrer dans la cellule.

La cargaison à foundation de protéines a non seulement réussi à entrer et à être libérée dans les cellules, mais a également maintenu sa bioactivité et son efficacité.

L’équipe de recherche a démontré qu’une huge gamme de biomacromolécules peut être chargée dans leurs microgouttelettes, des petits peptides aux enzymes en passant par les ARNm. Cela le rend feasible en tant que système universel d’administration de médicaments. Tous les systèmes de distribution actuels doivent être créés séparément pour différents varieties de médicaments.

a déclaré le professeur Miserez. “En outre. De telles méthodes de fabrication peuvent être complexes, prendre du temps et contenir souvent des solvants organiques qui réduisent la bioactivité et l’efficacité. de la cargaison de drogue.”

“Cependant, nos gouttelettes de peptides peuvent fonctionner comme un système de distribution universel sans nécessiter d’ajustement individuel. Un système de distribution pour toute une gamme de protéines de différentes tailles, de grande à petite, et qui peut transporter à la fois des protéines chargées positivement et négativement. est très attrayant », a ajouté le professeur Miserez.

Cette découverte peut conduire à des systèmes d’administration de médicaments mieux ciblés qui sont moins chers, in addition sûrs et as well as efficaces.

L’avenir potentiel de l’administration de médicaments

Les chercheurs ont également pu délivrer des molécules d’ARNm dans les cellules avec cette méthode. un traitement doable de maladies graves telles que le most cancers, les problems génétiques ou les maladies infectieuses.

« La polyvalence de l’administration de médicaments et de sa libération ultérieure permet à ces coacervats d’administrer un seul ou une combinaison de médicaments macromoléculaires, ce qui rend cette plateforme d’administration très prometteuse pour le traitement de diverses maladies telles que le most cancers et les maladies métaboliques et infectieuses », a déclaré le professeur Miserez..

Commentant indépendamment l’étude, le Dr Mahmood Ahmed, directeur scientifique de la société de développement de médicaments d’intelligence artificielle Biotech Talo Labs, a déclaré.. Le développement continu de cette découverte renforcera encore le l’utilité translationnelle de ces coacervats uniques et établir une plate-forme technologique de livraison transformationnelle. »

L’équipe a déposé deux brevets liés à l’étude. Le leading brevet est la méthode de l’équipe pour préparer les peptides en microgouttelettes pour qu’ils fonctionnent comme des vecteurs de médicaments. L’autre brevet porte sur la méthode permettant aux microgouttelettes d’entrer dans les cellules puis de se désintégrer une fois à l’intérieur des cellules de manière à libérer les médicaments conditionnés.

les scientifiques affirment que leurs recherches ont suscité l’intérêt original des sociétés pharmaceutiques et de développement de médicaments.