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Une équipe internationale de chercheurs a utilisé des nanoparticules pour administrer dans des compartiments spécifiques de cellules nerveuses un médicament qui avait échoué dans des essais cliniques contre la douleur, augmentant ainsi sa capacité à traiter la douleur chez la souris et le rat.

Des nanoparticules pour administrer des médicaments

« Nous avons pris un médicament anti-vomissements approuvé par la FDA – et en utilisant une nouvelle méthode d’administration, nous avons amélioré son efficacité et sa durée d’action dans des modèles animaux de la douleur inflammatoire et neuropathique », a déclaré Nigel Bunnett, PhD, directeur du département des sciences fondamentales et de biologie.
« La découverte que l’encapsulation dans des nanoparticules améliore et prolonge le soulagement de la douleur chez les animaux de laboratoire offre des opportunités pour développer des thérapies non-opioïdes indispensables contre la douleur. », dit-il
Les opioïdes, une classe de médicaments utilisés pour traiter la douleur, présentent un risque élevé de dépendance et de surdose. De plus, leur efficacité diminue avec le temps, ce qui nécessite des doses croissantes pour gérer la douleur. Les effets secondaires des opioïdes qui sont notamment la constipation et la suppression de la respiration, ne font qu’empirer à mesure que les doses augmentent.
« Il y a de nombreuses raisons pour lesquelles les opioïdes ne sont pas idéaux pour traiter la douleur. Compte tenu de la crise actuelle des opioïdes, qui a coûté la vie à des centaines de milliers de personnes, nous avons besoin de solutions de rechange plus sûres et plus efficaces », a déclaré M. Bunnett.
Bunnett et ses collègues étudient une famille de protéines appelées récepteurs couplés aux protéines G, qui sont la cible du tiers des médicaments utilisés en clinique. Alors qu’on pensait que ces récepteurs fonctionnent à la surface des cellules nerveuses, l’équipe a découvert que les récepteurs activés se déplacent à l’intérieur de la cellule vers un compartiment appelé endosome.
Dans un endosome, les récepteurs continuent de fonctionner pendant de longues périodes de temps. « L’activité soutenue des récepteurs dans les endosomes entraîne la douleur », a déclaré M. Bunnett.

Administrer un médicament dans les endosomes

Dans leur étude sur les nanotechnologies, des chercheurs de plusieurs universités se sont concentrés sur un récepteur couplé à la protéine G appelé récepteur de neurokinine 1. « Les grandes sociétés pharmaceutiques avaient des programmes de développement d’antagonistes des récepteurs de la neurokinine pour les maladies chroniques, y compris la douleur et la dépression. Cependant, dans les essais sur les humains, cela n’a pas fonctionné comme elles le prévoyaient », a déclaré M. Bunnett. « Le récepteur de neurokinine est la cause de l’échec de la découverte de médicaments pour traiter la douleur. »
Les chercheurs soupçonnaient que ces médicaments ne fonctionnaient pas parce qu’ils étaient conçus pour bloquer les récepteurs à la surface des cellules plutôt que dans les endosomes. Pour administrer des médicaments aux endosomes, les chercheurs se sont tournés vers des nanoparticules – des véhicules microscopiques utilisés pour administrer des médicaments.
Bunnett et ses collègues ont encapsulé dans des nanoparticules un inhibiteur des récepteurs de la neurokinine appelé aprépitant, un médicament approuvé par la FDA utilisé pour prévenir les nausées et les vomissements qui ont échoué aux essais cliniques comme analgésique.
Ces nanoparticules ont été conçues pour pénétrer dans les nerfs qui transmettent les signaux de douleur et pour libérer leur cargaison d’aprépitant dans les endosomes contenant le récepteur neurokinique. L’aprépitant administré sous forme de nanoparticules a soulagé la douleur chez la souris et le rat de façon plus complète et pendant des périodes plus longues que les traitements ordinaires, y compris les opioïdes. De plus, l’administration des nanoparticules a réduit au minimum la dose de médicaments nécessaires pour traiter la douleur, ce qui pourrait être utile pour ne pas avoir d’effets secondaires.

Un processus qui ressemble à une perfusion 

« Le processus que nous avons mis au point ressemble essentiellement à l’administration d’une perfusion de médicament dans l’endosome de la cellule », explique M. Bunnett. « En délivrant un analgésique inefficace dans une cellule, il est devenu très efficace comme traitement de la douleur. »
Les chercheurs continuent d’étudier l’utilisation des nanoparticules pour l’administration d’analgésiques non opioïdes, y compris la mise au point de moyens de cibler uniquement les cellules nerveuses qui ressentent la douleur, ce qui permettrait d’administrer des doses encore plus faibles du médicament.
Ils étudient également la possibilité d’encapsuler plusieurs médicaments qui bloquent les récepteurs de la douleur, ce qui pourrait améliorer davantage l’efficacité de ce traitement. Les chercheurs notent que des études supplémentaires sont nécessaires avant que des analgésiques administrés par des nanoparticules puissent être testés chez l’humain.
Cette recherche a été publiée dans Nature Nanotechnology.
Source : New York University
Crédit photo : Pixabay

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