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Les ingénieurs du MIT ont conçu un moyen d’accélérer le développement de nouveaux médicaments en testant rapidement leur absorption dans l’intestin grêle. Cette approche pourrait également être utilisée pour trouver de nouveaux moyens d’améliorer l’absorption des médicaments existants afin qu’ils puissent être pris par voie orale.
Avec leur nouvelle méthode, basée sur le tissu intestinal de porc cultivé en laboratoire, les chercheurs peuvent tester des milliers de versions d’un médicament en quelques heures seulement. Les chercheurs ont utilisé cette approche pour identifier une formulation de l’hormone ocytocine qui peut s’accumuler dans le sang à des concentrations environ 10 fois supérieures à l’ocytocine ordinaire.

Un meilleur modèle des intestins

Les médicaments ingérés par voie orale sont absorbés principalement dans l’intestin grêle. La plupart des médicaments à petites molécules sont facilement absorbés par l’intestin, mais certains ne se dissolvent pas bien parce qu’ils sont hydrophobes. Les concepteurs de médicaments peuvent surmonter ce problème dans une certaine mesure en ajoutant des composés appelés excipients, qui aident à stabiliser les médicaments et peuvent les rendre moins hydrophobes.
Cependant, certains médicaments ne peuvent pas être absorbés bien qu’ils soient complètement dissous dans l’intestin. Ces médicaments ne peuvent pas passer la couche de mucus et la paroi de l’intestin. En raison de la complexité du tissu gastro-intestinal, l’une des seules façons d’essayer de résoudre ce problème est d’étudier des systèmes qui imitent l’absorption intestinale.
« Il n’existe pas vraiment de bon modèle de tractus gastro-intestinal pour découvrir les taux d’administration des médicaments », explique M. von Erlach, auteur principal et ancien postdoc au MIT. « Nous voulions mettre au point quelque chose qui mesure l’absorption des médicaments par l’appareil digestif de manière similaire aux études sur les animaux, mais qui nous permette également de tester plusieurs formulations en même temps.

Le tractus gastro-intestinal du porc

Pour reproduire plus précisément l’intestin, l’équipe du MIT a décidé de prendre de grandes sections du tractus gastro-intestinal d’un mammifère et d’essayer de maintenir les tissus en vie pendant une période prolongée. Ils ont choisi le porc comme modèle car sa taille et ses génomes sont relativement similaires à ceux de l’homme.
Les chercheurs ont également mis au point de nouveaux dispositifs mécaniques pour presser le tissu entre deux plaques et l’exposer systématiquement à différentes formulations de médicaments et mesurer leur absorption. En exposant le tissu à un médicament spécifique sur une plaque, puis en mesurant la quantité qui passe à travers le tissu vers l’autre plaque, les chercheurs peuvent déterminer le taux d’absorption de ce médicament. Ce système peut être utilisé pour tester jusqu’à 10 000 échantillons par jour.
Pour voir dans quelle mesure ce système prédit l’absorption des médicaments chez l’homme, les chercheurs ont testé environ 60 médicaments approuvés par la FDA, avec des propriétés et une absorption orale variables, qui avaient déjà été testés sur des cellules cancéreuses humaines. Ils ont constaté que les taux d’absorption prévus par leur nouveau système étaient précis à environ 90 % par rapport aux données disponibles sur la façon dont ces médicaments sont absorbés dans le tube digestif humain. En revanche, les prédictions générées par les tests sur les cellules cancéreuses colorectales étaient précises à près de 50 %.

Amélioration de l’absorption

Les chercheurs ont alors décidé d’essayer de tester de nouvelles formulations d’ocytocine, un médicament qui doit actuellement être administré par voie intraveineuse car il est très difficile à absorber dans l’intestin grêle. L’ocytocine est couramment utilisée pour stimuler les contractions utérines pendant le travail ou pour réduire les saignements après un accouchement.
Les chercheurs ont mélangé l’ocytocine à divers excipients, créant ainsi près de 3 000 variantes, dont la capacité d’absorption dans l’intestin peut désormais être testée en moins d’une journée. « Ce que ce système nous a montré, c’est que nous pouvions rapidement dire quelles combinaisons amélioraient réellement le transport de l’ocytocine », explique M. Traverso.
Les chercheurs ont sélectionné deux des formulations les plus prometteuses pour les tester sur des porcs, et ont découvert que la meilleure d’entre elles augmentait l’absorption d’ocytocine de 11 fois. « Ce nouveau système ouvre réellement la possibilité de prédire avec précision, pour la première fois, le transport de médicaments dans le tractus gastro-intestinal, et ce, à haut débit », déclare M. Langer, professeur à l’Institut David H. Koch du MIT. « Cela nous permettra de tester des moyens d’améliorer la biodisponibilité des médicaments par voie orale ».

Administrer des médicaments biologiques

Langer, Traverso et von Erlach ont fondé une société appelée Vivtex qui travaille actuellement à la commercialisation de cette technologie. Ils espèrent utiliser cette approche pour trouver des moyens efficaces d’administrer des médicaments biologiques tels que des peptides, des anticorps et des acides nucléiques, explique M. von Erlach, qui est le directeur scientifique de la société.
« Malgré des décennies de recherche, les peptides, les protéines et les anticorps, ainsi que les oligonucléotides thérapeutiques, ne peuvent toujours pas être administrés par voie orale. Nous pensons que notre technologie a un potentiel énorme pour relever ce défi », dit-il.
Cette recherche a été publié dans Nature Biomedical Engineering.
Source : MIT
Crédit photo : Pexels

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