Les ultrasons et les nanoparticules pourraient améliorer le traitement des diabétiques

Une nouvelle technique à base de nanotechnologie à été créée par des chercheurs qui permettrait de réguler la glycémie chez les diabétiques. Les patients peuvent s’injecter de l’insuline sans douleur à l’aide d’un petit appareil à ultrason. Ainsi, plutôt de se donner multiples injections d’insuline chaque jour, les patients pourraient séparer leurs injections de plusieurs jours. La technique a été développée par des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord (UNC) et l’Université Chapel Hill.

C’est, espérons, un grand pas pour les diabétiques vers une méthode indolore permettant de maintenir le niveaux de sucre dans le sang.

– Dr Zhen Gu, professeur adjoint dans le programme de recherche.

La technique consiste à injecter des nanoparticules biocompatibles et biodégradables dans la peau d’un patient. Les nanoparticules sont fabriquées à partir de l’acide Poly (LACTIQUE-CO-GLYCOLIQUE ou PLGA) et sont remplies avec de l’insuline.

Chacune des nanoparticules de PLGA est enrobée soit d’un revêtement chargé positivement en chitosane (un matériau biocompatible se trouvant normalement dans les carapaces des crevettes), ou soit d’un revêtement chargé négativement en alginate (un matériau biocompatible se trouvant normalement dans les algues). Lorsque la solution composée de nanoparticules recouvertes de différents revêtements sont mélangées ensemble, les revêtements chargés positivement et négativement sont attirés les unes des autres par une force électrostatique afin de former un nanoréseau. Une fois la solution injectée dans la couche sous-cutanée de la peau, le nanoréseau maintient groupé les nanoparticules et les empêche ainsi de se disperser dans tout le corps.

Les nanoparticules enrobées de revêtement sont également poreuses. Une fois dans le corps, l’insuline commence à se diffuser à partir des nanoparticules. Mais la majeure partie de l’insuline ne se disperse pas beaucoup. Elle est maintenue dans la couche sous-cutanée de la peau par la force électrostatique du nanoréseau. C’est une dose d’insuline qui est simplement mise en attente quelque part dans un réservoir avant d’être livrée dans le sang.

Quand un patient a un diabète de type 1 ou de type 2 avancé, son corps a besoin d’insuline. C’est une hormone qui transporte le glucose ou glycémie de la circulation sanguine vers les cellules de l’organisme. Ces patients, diabétiques, doivent s’injecter de l’insuline constamment pour s’assurer que leurs niveaux de sucre dans le sang sont normales. Cependant, ces injections peuvent être douloureuses. Grâce à la nouvelle technologie mise au point par l’équipe de Gu, un patient atteint de diabète n’a pas à s’injecter une dose d’insuline. Au lieu de ça, les patients vont utiliser un petit appareil tenu à la main qui va envoyer des ondes ultrasonores sur la zone où se trouve le nanoréseau. Ces ultrasons vont libérer, sans douleur, dans la circulation sanguine de l’insuline retenue dans le nanoréseau qu’on peut comparer à un réservoir.

Les chercheurs croient que la technique fonctionne parce que les ondes ultrasonores excitent les bulles de gaz microscopiques dans le tissu, ce qui perturbe temporairement le nanoréseau dans la couche sous-cutanée de la peau. Cette perturbation sépare les nanoparticules et assouplit ainsi la force électrostatique qui est exercée sur l’insuline. Ce qui libère l’insuline dans la circulation sanguine.

Nous savons que cette technique fonctionne, et nous pensons que c’est la façon dont cela doit fonctionner. Mais nous essayons toujours de déterminer les détails précis.

– Dr Yun Jing, un professeur adjoint en génie mécanique à UNC

Lorsque l’ultrason n’est plus appliqué, la force électrostatique se renforce et tire les nanoparticules dans la nanoréseau. Les nanoparticules diffusent ensuite plus d’insuline pour remplir le réservoir.

Nous avons fait des essais avec des souris de laboratoire atteintes de diabète de type 1. Nous avons constaté que cette technique permet d’obtenir une libération rapide de l’insuline dans le sang, et que les nanoréseaux contiennent suffisamment d’insuline pour réguler le taux de glucose dans le sang pendant 10 jours.

– Dr Zhen Gu

Lorsque l’insuline s’épuise, vous devez injecter une nouveau nanoréseau. Le nanoréseau précédent est dissous et entièrement absorbé dans le corps en quelques semaines.

Cette avancée va certainement donner de l’espoir à des millions de personnes atteintes de diabète dans le monde entier. Nous devons travailler à traduire ces études passionnantes dans le laboratoire à la pratique clinique.

– Dr John Buse, directeur du centre de soins de diabète de Chapel Hill.

Le document de leur recherche est publié en ligne dans Advanced Healthcare Materials.

Source: UNC