Un chercheur développe un matériau souple pour la conservation de médicaments biologiques


Un chercheur développe un matériau souple pour la conservation de médicaments biologiques

L’imagerie microscopique montre comment les particules enrobées de dendripeps sont dégranulées par cisaillement. Crédit photo : Université d’État de Caroline du Nord

Alors que les super bactéries deviennent plus dangereuses la santé humaine, les chercheurs de NC State ont développé un matériau qui préserve les médicaments pouvant traiter les infections sans risque de résistance aux antimicrobiens.

Avec son collègue Christopher Gorman du Département de chimie et les étudiants Ryan Smith et Juliana O’Brien, Stefano Menegatti, membre de la faculté universitaire et professeur agrégé de chimie et de génie biomoléculaire, a développé de nouveaux dendrimères – des macromolécules hautement structurées – qui agissent comme des modèles adhésifs de nanoparticules. Ces modèles incluent des bactériophages, qui sont des virus qui peuvent infecter et attaquer des bactéries nocives dans le corps. Bien qu’ils puissent constituer une alternative aux antibiotiques traditionnels, en tant que médicaments, ils peuvent être difficiles à formuler et à stabiliser. Pour rester sûrs et efficaces, les bactériophages thérapeutiques doivent être protégés des changements environnementaux.

Menegatti et son équipe ont découvert que les dendrimères en combinaison avec de courtes chaînes d’acides aminés ou des peptides peuvent entourer les nanoparticules et les maintenir stables dans diverses conditions. Votre équipe appelle ces dendrimères DendriPeps. Étant donné que les nanoparticules sont en suspension dans l’eau, ces DendriPeps solubles les maintiennent dans un système fermé et stable.

« Ces revêtements de dendrimères maintiennent la teneur en eau d’un virus tout en agissant comme une éponge à protons qui protège le virus des changements de sel ou de pH », a déclaré Menegatti. « C’est une barrière douce mais imperméable. Cela crée un environnement agréable pour le virus. »

Une fois que DendriPeps a enrobé les nanoparticules, le cisaillement local déclenche leur libération et leur activité thérapeutique. Les matériaux souples peuvent être conçus de manière à réagir physiquement et chimiquement à des stimuli tels que la température, la pression et l’humidité. Le cisaillement est un stimulus idéal pour les applications d’administration de médicaments, car il se trouve presque partout dans le corps. Les paupières provoquent des forces de cisaillement lorsque vous clignez des yeux ; Les déchets cisaillent la paroi intestinale pendant la digestion; Le cisaillement se produit lorsque vous frottez quelque chose sur la peau. Cela permet à DendriPeps de traiter les infections locales.

« Les ciseaux sont souvent une attraction oubliée », a déclaré Menegatti. « Avec cette invention, nous voulions combler cette lacune, et Dendripeps était une excellente occasion de le faire. »

Lorsqu’un amas de nanoparticules recouvertes de DendriPep est cisaillé, il se dégranule et libère les particules individuelles. Ces particules peuvent à leur tour libérer une thérapeutique ou, comme le bactériophage, infecter et tuer des bactéries dangereuses. Lorsqu’aucun effet thérapeutique n’est requis, le cisaillement est retiré et les particules sont recouvertes de DendriPeps et de recluster. Cela arrêtera la libération de la charge utile.

Cette formulation peut protéger le bactériophage. Cela fournit un moyen de remplacer les antibiotiques dans certaines applications critiques : L’utilisation généralisée des antibiotiques a engendré des superbactéries – des bactéries résistantes aux doses standard d’antibiotiques. L’équipe de recherche développe également d’autres nanomédicaments à base de DendriPep pour fournir de nouveaux médicaments tels que des vecteurs viraux en thérapie génique.

Ces dernières années, Menegatti a été reconnu comme un innovateur de bonne nuit en début de carrière et un boursier de la faculté de l’État de Caroline du Nord. Il a également reçu un prix de recherche de la Fondation ALCOA, un fonds d’innovation du Chancelier fédéral et un NSF Early Career Award. Actuellement, ses recherches se sont orientées vers la technologie de fabrication de la thérapie génique et la création de procédés de fabrication plus efficaces. Assez similaire à ses recherches sur les dendrimères : il cherche des moyens de surmonter les obstacles naturels et systématiques en biomédecine. Son objectif est d’améliorer la production et l’accès à de meilleurs médicaments.

« DendiPeps pourrait être le chaînon manquant dans la science des matériaux pour faire des virus thérapeutiques le centre des antibiotiques et des médicaments de nouvelle génération », a déclaré Menegatti.


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Fourni par l’Université d’État de Caroline du Nord

Devis: Researcher Develops Soft Material for Biological Medicines Preservation (2022, 12 janvier), consulté le 12 janvier 2022 à partir de https://phys.org/news/2022-01-soft-material-biological-medicines.html

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