Micromoteurs
Des nanoingénieurs de l’Université de Californie à San Diego ont réalisé une avancée significative en assistant à l’utilisation de micromoteurs pour combattre une infection bactérienne au niveau de l’estomac. Ces minuscules dispositifs, mesurant environ la moitié de l’épaisseur d’un cheveu humain, nagent rapidement dans l’estomac tout en neutralisant l’acide gastrique, puis relâchent leur charge d’antibiotiques à un pH ciblé. Leur étude a été publiée le 16 août dans la revue Nature Communications.
Les chercheurs affirment que cette méthode de délivrance, facilitée par les micromoteurs, pourrait révolutionner le traitement des maladies gastro-intestinales grâce à des médicaments sensibles à l’acide. Ce projet est fruit d’une collaboration entre les équipes de recherche dirigées par les professeurs Joseph Wang et Liangfang Zhang à l’école d’ingénierie Jacobs de l’UC San Diego. Wang et Zhang ont été des pionniers dans l’exploration du fonctionnement des micromoteurs in vivo, et cette étude représente une première dans le domaine de la délivrance de médicaments pour les infections bactériennes.
Délivrance ciblée
L’acide gastrique est souvent néfaste pour les médicaments pris par voie orale, tels que les antibiotiques et les médicaments à base de protéines. En général, pour éviter ce problème, ces médicaments sont souvent accompagnés d’inhibiteurs de la pompe à protons pour réduire la production d’acide gastrique. Cependant, une utilisation prolongée ou à forte dose de ces inhibiteurs peut entraîner des effets secondaires indésirables, tels que des maux de tête, des diarrhées, et de la fatigue. Dans certains cas, cela peut même engendrer de l’anxiété ou de la dépression.
Les micromoteurs développés possèdent un mécanisme intégré pour neutraliser l’acide gastrique, permettant ainsi une délivrance efficace des médicaments sans recourir aux inhibiteurs de la pompe à protons. Selon Berta Esteban-Fernández de Ávila, chercheuse postdoctorale dans l’équipe de Wang, « il s’agit d’un traitement en une seule étape où la neutralisation de l’acide est couplée à l’action thérapeutique. »
Chacun de ces micromoteurs est constitué d’un noyau en magnésium sphérique protégé par une couche de dioxyde de titane, surmontée d’une couche de l’antibiotique clarithromycine, puis d’une couche extérieure d’un polymère chargé positivement appelé chitosan, qui permet aux moteurs de se fixer à la paroi de l’estomac.
Cette adhérence est également renforcée par la propulsion des micromoteurs, qui est alimentée par l’acide gastrique lui-même. Les noyaux en magnésium réagissent avec cet acide pour produire des microbulles d’hydrogène, propulsant ainsi les moteurs à l’intérieur de l’estomac. Cette réaction permet également de réduire temporairement le niveau d’acide, augmentant suffisamment le pH pour permettre aux micromoteurs de libérer le médicament de manière efficace. Le pH normal de l’estomac est généralement rétabli en 24 heures.
Évaluations in vivo
Les chercheurs ont testé ces micromoteurs sur des souris infectées par Helicobacter pylori. Les micromoteurs, chargés avec une dose clinique de clarithromycine, ont été administrés per os une fois par jour pendant cinq jours consécutifs. Les résultats ont montré que le traitement par les micromoteurs était légèrement plus efficace que l’administration de la même dose d’antibiotique accompagnée d’inhibiteurs de la pompe à protons.
Il est à noter que les micromoteurs sont principalement composés de matériaux biodégradables. Les noyaux de magnésium et les couches de polymères se dissolvent dans l’acide gastrique sans produire de résidus nocifs.
Les chercheurs reconnaissent que bien que ces résultats soient encourageants, les travaux sont encore à un stade préliminaire. Ils envisagent de futures études pour évaluer plus en profondeur la performance thérapeutique des micromoteurs in vivo et la comparer aux traitements classiques des maladies gastriques. Ils prévoient également d’explorer différentes combinaisons médicamenteuses pour traiter plusieurs affections de l’estomac ou d’autres zones du tractus gastro-intestinal. Au final, cette recherche ouvre des perspectives sur l’utilisation de moteurs synthétiques en tant que plateformes actives pour le traitement in vivo des maladies.
FAQ
Quels types de maladies pourraient bénéficier de cette technologie ?
Cette technologie pourrait potentiellement être appliquée à des maladies variées comme les ulcères, d’autres infections bactériennes et même des affections gastro-intestinales liées à des déséquilibres acides.
La méthode est-elle sécuritaire pour une utilisation à long terme ?
Actuellement, les micromoteurs sont conçus pour être biodégradables et ne produisent pas de déchets nocifs, mais des études à long terme sont nécessaires pour évaluer leur sécurité.
Combien de temps avant qu’une thérapie avec ces micromoteurs soit disponible pour le public ?
Les chercheurs estiment qu’il reste encore plusieurs années de travaux et d’essais cliniques avant que cette méthode puisse être mise à disposition pour les traitements courants.
Existe-t-il d’autres applications potentielles pour les micromoteurs ?
Oui, en dehors des infections bactériennes, les micromoteurs pourraient être envisagés pour délivrer des médicaments dans d’autres parties du corps et pour d’autres maladies, mais cela nécessitera des recherches supplémentaires.
