La délivrance de médicaments par voie sous-cutanée à l'aide d'une injection à l'aiguille a été développée il y a plus d'un siècle. Avec les améliorations technologiques en matière de formulation galénique, les limites de cette voie thérapeutique apparaissent de plus en plus évidentes : la taille des aiguilles utilisées est en effet disproportionnée par rapport à celle des molécules injectées (aiguilles de l'ordre du millimètre pour des médicaments de l'ordre du nanomètre), leur utilisation est généralement douloureuse et leurs indications restent limitées. Pour pallier ces différents états de fait, d'autres techniques de délivrance transdermiques ont été imaginées.
C'est le cas des patchs qui ont été mis au point au cours des années 1970 et développés en thérapeutique au cours de la décennie suivante. Si leur utilisation est simple, indolore et facile, elle ne peut être envisagée que pour des molécules de petite taille qui passent la barrière cutanée.
L'idée de l'équipe du Dr Devin McAllister (Atlanta) est de combiner ces deux techniques en mettant au point un système de micro-aiguilles qui pourrait permettre l'injection de macromolécules et de nanoparticules de façon indolore grâce à un dispositif adhérant à la peau.
Pour cela, ils ont fabriqué des micro-aiguilles dans différents matériaux - silicone, métal et polymères biodégradables - sur lesquelles ils ont déposé des molécules de taille allant de 1 à 1 000 µm. Ils les ont ensuite assemblées sous la forme d'un patch et ils ont testé la possibilité de délivrance de médicaments sur de la peau humaine prélevée post mortem et sur des modèles animaux. Parce que la fabrication des aiguilles en silicone doit être entreprise dans une pièce blanche dans des conditions très précises (absence de poussières en suspension), elle a rapidement été abandonnée. Les micro-aiguilles en métal ont, elles aussi, été abandonnées en raison de leur risque d'induire une réaction inflammatoire en cas de rupture accidentelle après la mise en place cutanée.
Le choix s'est donc porté sur des micro-aiguilles en polymère biodégradable dont la fabrication est simple et qui, grâce à leur caractère biodégradable, n'induisent pas de réaction indésirable en cas de rupture accidentelle.
De l'insuline à des rats diabétiques
Dans un second temps, il ont testé ce dispositif avec succès sur de la peau humaine. Ils ont aussi pu, par cette méthode, délivrer de l'insuline à des rats diabétiques avec une efficacité objectivée sur les taux de glycémie. Enfin, l'injection d'autres substances a aussi pu être réalisée efficacement (calcéine, nanosphères de 25 et 50 nm). Les auteurs concluent que « cette technique pourra être utilisée pour l'injection de molécules de taille très variées et elle pourrait même permettre l'injection intracellulaire de substances biologiquement actives ».
« Proc Natl Acad Sci USA », à paraître prochainement sur pnas.org
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