Comment une ventouse fait passer des médicaments dans le sang

De nombreux médicaments contre le diabète, l'obésité ou le cancer de la prostate sont composés de molécules relativement grandes, comme les peptides. Les patients ne peuvent généralement pas avaler ces médicaments sous forme de comprimés, car les substances actives sont dégradées dans le tube digestif ou restent trop grosses pour passer dans la circulation sanguine. Ils n'ont donc pas d'autre choix que de se faire injecter les médicaments.

Un groupe de chercheurs de l'ETH mené par David Klein Cerrejon et Nevena Paunović, qui travaillent tous deux à la chaire de formulation et d'administration de médicaments de Jean-Christophe Leroux, vient de mettre au point une ventouse qui permet à de grosses molécules comme les peptides de passer dans la circulation sanguine via la muqueuse des joues dans la bouche.

"Il s'agit d'une toute nouvelle méthode d'administration de médicaments qui pourrait épargner à des millions de personnes l'expérience douloureuse ou désagréable de l'injection", explique Paunović, qui a obtenu l'une des très convoitées Pioneer Fellowships de l'ETH Zurich. Son objectif : lancer la ventouse sur le marché avec la start-up Transire Bio.

Surmonter la muqueuse de la joue

En règle générale, la muqueuse située à l'intérieur de nos joues ne se prête pas particulièrement bien à l'introduction de médicaments dans la circulation sanguine. Le tissu épais constitue jusqu'à présent un obstacle trop important, surtout pour les grosses molécules comme les peptides. La ventouse des chercheurs de l'ETH, large d'un centimètre et haute de six millimètres, devrait changer la donne.

patient:e le pressent avec deux doigts contre la muqueuse de la joue. La dépression qui en résulte dilate la muqueuse et la rend plus perméable à la formulation du principe actif qui se trouve dans la cavité en forme de dôme de la ventouse. Mais cela ne suffit pas pour atteindre les vaisseaux sanguins.

C'est pourquoi les chercheurs ajoutent à la substance active une substance propre à l'organisme qui assouplit les membranes cellulaires, permettant ainsi à la substance active de pénétrer dans les couches tissulaires plus profondes. Les patients portent la ventouse à l'intérieur de la joue pendant quelques minutes. Pendant ce temps, le principe actif dissous par la salive peut passer directement dans le sang via la muqueuse désormais perméable.

Par rapport aux quelques peptides disponibles sur le marché qui sont ingérés par voie orale, la ventouse des chercheurs de l'ETH permet d'administrer une grande variété de médicaments différents sans nécessiter d'adaptations technologiques majeures.

Du grain de poivre à la ventouse

L'idée de la ventouse est venue à Zhi Luo, alors post-doctorant auprès du professeur Leroux de l'ETH et aujourd'hui lui-même professeur en Chine, lors d'un dîner avec des amis, lorsqu'un demi-grain de poivre s'est soudain collé dans sa cavité buccale. Cette expérience, bien que désagréable, lui a donné l'idée de savoir comment fixer des médicaments sur des surfaces glissantes. Mais entre l'idée et le premier prototype, il restait encore quelques problèmes à résoudre.

Le plus grand défi a été de trouver la forme appropriée pour la ventouse : "Nous avons dû déterminer la géométrie et le niveau de dépression nécessaires pour que la ventouse adhère à la muqueuse de la joue et l'étire suffisamment sans la blesser", explique Klein Cerrejon. Pour cela, outre quelques prototypes que les chercheurs ont développés et produits eux-mêmes à l'aide d'une imprimante 3D, il a surtout fallu procéder à de nombreux tests sur des muqueuses de joues de porcs.

Les chercheurs ont également testé de nombreuses substances à différentes concentrations pour la substance active qui dissout la membrane cellulaire. Ils ont examiné au microscope la profondeur à laquelle les différents mélanges pénétraient dans les tissus. "Comme la ventouse est une méthode d'administration entièrement nouvelle, nous avons dû faire de longues expériences avant de trouver la substance adéquate. Il s'est avéré que les substances naturelles et celles produites par l'organisme se prêtaient parfaitement à cette tâche", explique Klein Cerrejon.

Tests sur les chiens et les humains

Les chercheurs ont ensuite testé la ventouse et l'émollient sur des chiens dans le cadre d'expériences animales autorisées, car la muqueuse de leurs joues est similaire à celle des humains. Les chiens n'ont pas été blessés. Ces résultats ont rassuré les chercheurs : "Nous avons vu, à l'aide d'échantillons de sang, que la ventouse permettait de faire passer efficacement le médicament dans la circulation sanguine des chiens", explique Klein Cerrejon.

En outre, les chercheurs ont déjà testé la ventouse sans remplissage sur 40 personnes. Celle-ci est non seulement restée collée aux joues des sujets pendant 30 minutes, mais elle a également été évaluée positivement par ces derniers. La grande majorité des volontaires ont indiqué qu'ils préféraient nettement cette nouvelle forme d'administration à une injection.

Sur la voie de l'entrée sur le marché

Nevena Paunović, qui a fait son doctorat chez Leroux, est elle-même pharmacienne et a déjà travaillé pour une grande entreprise pharmaceutique, va désormais faire avancer le projet en tant que Pioneer Fellow. "Nous avons un prototype et une technologie qui sont déjà brevetés. La prochaine étape consiste à produire la ventouse de manière à ce qu'elle réponde aux prescriptions pharmaceutiques courantes", explique la scientifique.

Ensuite, les chercheurs doivent encore effectuer d'autres tests avant de pouvoir tester la nouvelle forme d'administration sur des volontaires en bonne santé. Il reste encore quelques obstacles réglementaires à surmonter avant que la ventouse ne soit commercialisée. Pour cela, les chercheurs ont besoin de partenaires solides et de moyens financiers suffisants. Comme les peptides représentent un marché de plusieurs milliards pour l'industrie pharmaceutique, certaines entreprises ont déjà manifesté leur intérêt.