Les scientifiques font léviter du liquide pour développer de meilleurs médicaments

Dans un nouveau développement qui, à première vue, ressemble à un scénario tiré des pages de Harry Potter, les chercheurs du Laboratoire national d’Argonne de l’US Department of Energy (DOE) dans l’Illinois, ont adopté le système de lévitation afin de développer plus efficacement des produits pharmaceutiques “sans baguette magique”.

Au niveau moléculaire, les structures pharmaceutiques peuvent être classées dans l’une des deux catégories suivantes: amorphes ou cristallines. Les médicaments amorphes ont une biodisponibilité plus élevée que leurs homologues, ce qui signifie qu’il faut une dose plus faible du médicament pour avoir les mêmes effets tout en entraînant moins d’effets secondaires nocifs. Malheureusement, en raison de la difficulté de produire des produits pharmaceutiques amorphes, la plupart des médicaments sur le marché sont cristallines.

Un des plus grands défis quand il s’agit de développement de médicaments est de réduire la quantité de médicament nécessaire pour atteindre le bénéfice thérapeutique, quel qu’il soit, a expliqué Chris Benmore, physicien en rayons X d’Argonne , qui a dirigé l’étude.

Les difficultés inhérentes à déplacer des produits pharmaceutiques de la solution liquide dans un état amorphe a été un véritable casse-tête pour les chercheurs: si la solution pharmaceutique s’évapore alors qu’il est en contact avec une partie d’un récipient, il est beaucoup plus susceptible de se solidifier dans sa forme cristalline. «C’est presque comme si ces substances veulent trouver un moyen de devenir cristallin”, a déclaré Benmore. Pour surmonter ce problème, le chercheur a utilisé un équipement de lévitation acoustique; une pièce d’équipement à l’origine développé pour la NASA afin de simuler des conditions de microgravité.

Le lévitateur acoustique utilise deux haut-parleurs, une petite placée au-dessus de l’autre pour générer des ondes sonores à des fréquences qui se trouvent légèrement au-dessus de la gamme audible: environ 22 kilohertz. Lorsqu’ils sont correctement alignés, ils créent deux ensembles d’ondes sonores qui interfèrent parfaitement les unes avec les autres produisant un phénomène connu sous le nom d’onde stationnaire. Parce que la pression des ondes sonores est suffisante pour annuler l’effet de la gravité, des objets très légers sont capables de léviter lorsqu’ils sont placés à des points stratégiques dans le vague.

À l’heure actuelle, seules des petites quantités d’un médicament peuvent être “amorphes” en utilisant la technique de lévitation. Toutefois, les chercheurs considèrent la lévitation acoustique comme un outil puissant pour comprendre les conditions qui rendent une préparation amorphe meilleure.

Les chercheurs du laboratoire national d’Argonne ont déjà enquêté sur plus d’une douzaine de produits pharmaceutiques différents en utilisant cette technique. Et la Division chargée du développement de la technologie en laboratoire et celle de la commercialisation préparent actuellement un brevet pour le procédé.

La vidéo ci-dessous montre la lévitation acoustique en action.

Source: Argonne National Laboratory