Nanoparticules lipidiques sensibles au glucose et à commutation de charge pour l’administration d’insuline

Les patients atteints de diabète de type 1 vivent avec un risque constant d’hyperglycémie ou d’hypoglycémie. Une libération d’insuline contrôlée avec précision pourrait aider à améliorer la régulation de leur glycémie. Rapporté dans le journal Angewandte Chemieune équipe de recherche vient d’introduire une nouvelle formulation d’insuline qui peut être activée par le glucose : les transporteurs de nanoparticules lipidiques libèrent plus ou moins d’insuline en fonction du taux de sucre dans le sang.

Les niveaux d’insuline dans le plasma sont principalement régulés par les cellules β du pancréas et reflètent les fluctuations du taux de sucre dans le sang. Les patients atteints de diabète de type 1 peuvent produire très peu ou pas d’insuline et nécessitent plusieurs injections quotidiennes d’insuline à action rapide ainsi qu’une ou deux injections d’insuline à action prolongée pour maintenir leur glycémie à un niveau normal.

Alternativement, ils portent une pompe à insuline qui fournit une perfusion continue. Les formulations d’insuline ne peuvent pas réagir aux changements du taux de sucre dans le sang et ne permettent donc pas une régulation précise de la glycémie. Si une surdose d’insuline est administrée, un repas est sauté ou trop peu de glucides consommés avant une activité physique intense, il existe un risque accru d’hypoglycémie aiguë mettant la vie en danger.

Les formulations d’insuline qui répondent au glucose, imitant la fonction des cellules β, pourraient améliorer l’insulinothérapie. Diverses approches avec des « porteurs » d’insuline constitués de polymères avec de la glucose oxydase incorporée comme détecteur de glucose souffrent de deux problèmes : les supports polymères n’ont pas un poids moléculaire uniforme et la glucose oxydase est toxique si elle est libérée dans le corps.

Une équipe chinoise dirigée par Jinqiang Wang et Zhen Gu de l’Université du Zhejiang, du Zhejiang Cancer Hospital et de l’Université de Hong Kong a choisi une approche différente basée sur des nanoparticules lipidiques biocompatibles utilisées comme supports avec des lipides aux structures chimiques uniformes. Les nanoparticules lipidiques sont déjà largement utilisées en clinique comme vecteurs de médicaments.

Une section des lipides a été modifiée afin que les surfaces des nanoparticules auto-agrégées portent de nombreuses charges positives. Les molécules d’insuline à charge négative se lient électrostatiquement aux nanoparticules et sont libérées lentement lorsque la glycémie est normale. Si le taux de sucre dans le sang est élevé, certains lipides des nanoparticules forment des liaisons chimiques avec le glucose, réduisant la charge positive à la surface et accélérant significativement la libération d’insuline.

Chez les souris diabétiques traitées avec la nouvelle formulation d’insuline, il a été possible de maintenir une glycémie normale pendant six heures. Après injection de glucose, la glycémie des souris diabétiques traitées est redescendue à un niveau normal aussi rapidement que celle des souris saines.

À l’avenir, une combinaison de cette formulation d’insuline sensible au glucose avec un dispositif de distribution contrôlé par un détecteur de sucre électronique portable pourrait améliorer de manière significative la régulation du taux de sucre dans le sang chez les patients diabétiques.