Un matériau qui glisse à travers la peau pourrait un jour rendre possible l’insuline sans aiguille pour les personnes atteintes de diabète.
Chez les souris et les mini-porcs, la fixation du polymère pénétrant à l'insuline et l'application du composé résultant comme une crème ont normalisé la glycémie presque aussi rapidement que l'injection d'insuline, rapportent des chercheurs le 19 novembre dans Nature. Cette approche, appelée administration transdermique, pourrait permettre aux personnes de gérer le diabète à l'aide de patchs plutôt que d'injections.
Pour de nombreux médicaments essentiels, « l’administration transdermique de médicaments est un rêve de longue date », avec des millions de dollars investis uniquement pour l’insuline, explique le bio-ingénieur Youqing Shen de l’Université du Zhejiang à Hangzhou, en Chine. Les injections régulières d’insuline entraînent des problèmes tels que la phobie des aiguilles, des douleurs, des complications cutanées et une mauvaise observance. L'insuline ne peut pas être prise sous forme de pilule car le système digestif la décompose.
L'administration transdermique est déjà utilisée pour certaines petites molécules comme la nicotine, mais l'insuline, une hormone protéique importante, ne peut pas traverser la structure complexe de la peau. Les chercheurs peuvent augmenter la perméabilité de la peau grâce à des techniques telles que des micro-aiguilles, des ultrasons ou des produits chimiques qui fluidifient certaines parties de la couche barrière externe de la peau. Ceux-ci compromettent cependant l’intégrité de la peau, soulevant des inquiétudes quant à l’infection et à la sécurité.
Shen et ses collègues ont plutôt utilisé un polymère conçu pour traverser la peau en interagissant avec ses différentes couches. Le polymère change d'état en fonction du pH, exploitant le fait que le pH de la peau augmente avec la profondeur.
Le polymère est initialement chargé positivement et se lie ainsi aux molécules d'acides gras chargées négativement dans la couche barrière supérieure de la peau. Cette couche superficielle est acide, avec un pH de 4 à 5, mais les couches plus profondes sont neutres, avec un pH autour de 7. L'augmentation du pH déclenche une réaction dans laquelle le polymère devient électriquement neutre. Dans cet état, il se détache des molécules graisseuses, lui permettant de diffuser à travers les couches plus profondes.
Shen et ses collègues ont chimiquement joint l'insuline à ce polymère. À l’aide d’un colorant fluorescent et d’un ensemble de techniques d’imagerie, ils ont confirmé que la molécule combinée pénètre à travers la peau jusque dans la circulation sanguine, où elle s’accumule dans les tissus impliqués dans la régulation du glucose, notamment le foie. « Le polymère fonctionne comme une locomotive, avec l'insuline comme cargaison », explique Shen.
Chez les souris diabétiques et les mini-porcs, dont la peau est semblable à celle des humains, l’application d’insuline perméable a abaissé la glycémie à des niveaux normaux en une à deux heures, comparables à l’insuline injectée. Les niveaux sont restés normaux pendant 12 heures, soit nettement plus longtemps que les quatre heures d’insuline administrée par aiguille.
« Le polymère n'a montré aucun effet secondaire chez la souris ou le porc, mais les humains utilisent l'insuline depuis des décennies. Nous devons donc étudier la toxicité à long terme », explique Shen. Son équipe travaille également à administrer la bonne dose, car une baisse trop importante de la glycémie peut être dangereuse.
La prochaine étape serait alors les tests sur l'homme, où l'évaluation de l'efficacité et de la sécurité à long terme sera essentielle, explique l'ingénieur chimiste Robert Langer du MIT, qui n'a pas participé à l'étude.
L'équipe explore déjà l'administration à travers la peau d'autres médicaments, y compris l'ingrédient actif du médicament amaigrissant Ozempic, explique Shen. « Cela fonctionne aussi très bien. »