Une équipe de scientifiques a développé une approche révolutionnaire utilisant des peptides spécialement conçus pour améliorer les formulations de médicaments. Cette méthode innovante améliore considérablement l’efficacité antitumorale, comme le démontrent les modèles de leucémie. L’étude, publiée dans la revue Chimiea été dirigé par des chercheurs du Advanced Science Research Center du CUNY Graduate Center (CUNY ASRC) et du Memorial Sloan Kettering Cancer Center.
Les systèmes d’administration de médicaments sont souvent confrontés à deux défis critiques : une faible solubilité et une administration inefficace dans l’organisme. De nombreux médicaments ne se dissolvent pas bien, ce qui rend difficile l’atteinte de leurs cibles. De plus, les systèmes d’administration actuels gaspillent une partie importante du médicament lors de sa préparation : seulement 5 à 10 % du médicament est chargé avec succès, ce qui conduit à des traitements moins efficaces.
Aides peptidiques
L’équipe de recherche a développé une nouvelle solution en concevant des peptides (des chaînes courtes d’acides aminés) qui se lient à des médicaments spécifiques et créent des nanoparticules thérapeutiques. Ces nanoparticules sont principalement composées du médicament, avec une fine couche peptidique qui améliore la solubilité, renforce la stabilité dans le corps et optimise l’administration aux zones ciblées. Remarquablement, cette approche permet d’obtenir des charges de médicaments allant jusqu’à 98 %, une amélioration spectaculaire par rapport aux méthodes traditionnelles.
En utilisant une combinaison de modèles informatiques et de tests en laboratoire, de nouvelles nanoparticules de médicaments/peptides ont été identifiées. Ils ont ensuite démontré des résultats remarquables dans des modèles de leucémie. Les nanoparticules étaient plus efficaces pour réduire les tumeurs que les médicaments seuls. De plus, leur grande efficacité permet d’utiliser des doses de médicaments plus faibles, réduisant ainsi potentiellement les effets secondaires.
« Les peptides, qui sont des molécules conçues à partir des mêmes éléments constitutifs que les protéines de notre corps, sont extrêmement polyvalents », a déclaré le co-chercheur principal Rein Ulijn, directeur de l’Initiative Nanoscience à CUNY ASRC et professeur de chimie au Hunter College. « Nous avons pensé qu’ils pourraient être utiles pour résoudre deux problèmes majeurs rencontrés dans de nombreux médicaments : une faible solubilité et une administration inefficace. En concevant un peptide qui lie le médicament tout en améliorant sa solubilité, nous avons pu créer des nanoparticules avec une charge très élevée. »
Technologie personnalisable
Cette innovation présente un potentiel important car les peptides peuvent être personnalisés pour améliorer l’efficacité de divers médicaments. Compte tenu du vaste éventail d’interactions possibles dans la conception des peptides, il pourrait être possible d’adapter les peptides à des médicaments spécifiques, étendant ainsi leur applicabilité au-delà des traitements contre le cancer.
« Cette percée permet le développement de médicaments de meilleure précision », a déclaré le co-chercheur principal Daniel Heller, chef du laboratoire de nanomédecine contre le cancer du programme de pharmacologie moléculaire du Memorial Sloan Kettering Cancer Center. « En utilisant des peptides spécialement conçus, nous pouvons créer des nanomédicaments qui rendent les médicaments existants plus efficaces et moins toxiques et permettent même le développement de médicaments qui pourraient ne pas fonctionner sans ces nanoparticules. »
Naxhije « Gia » Berisha, ancienne doctorante du CUNY Graduate Center. étudiante qui a réalisé une grande partie du travail expérimental, a souligné le potentiel de l’approche peptidique : « Nous avons utilisé des tests expérimentaux pour identifier des peptides prometteurs et une modélisation informatique pour analyser leurs interactions avec des molécules thérapeutiques », a-t-elle déclaré. « C’est incroyable de voir à quel point de simples variations dans les peptides La séquence pourrait correspondre à des médicaments spécifiques. Cela suggère qu’il pourrait y avoir une correspondance peptidique pour chaque médicament, révolutionnant potentiellement la manière dont les médicaments sont administrés.
Regarder vers l’avenir
L’équipe de recherche adopte désormais des méthodes d’automatisation de laboratoire pour affiner et accélérer davantage le processus d’appariement peptide-médicament. Les prochaines étapes consistent à vérifier le potentiel de l’approche dans un plus large éventail de maladies. En cas de succès, cette innovation pourrait conduire à des traitements plus efficaces, à une réduction des effets secondaires et à des économies significatives dans le développement de médicaments.
Plus d’informations :
Naxhije Berisha et al, Découverte dirigée de nanoagrégats à haute charge activés par des excipients oligo-peptidiques correspondant à des médicaments, Chimie (2025). DOI : 10.1016/j.chempr.2024.102404