Comment améliorer le confort des patients diabétiques obligés de s’auto-injecter chaque jour de l’insuline ? C’est en se posant cette question que des chercheurs américains du Massachusetts Institute of Technology de Cambridge, ou MIT,
ont mis au point en fin de trimestre 2020, une gélule, à prendre par voie orale, capable de délivrer de l’insuline au niveau de l’intestin grêle.

Une gélule contenant des micro-aiguilles biodégradables

Les patients atteints d’un diabète insulinodépendant doivent s’administrer quotidiennement, par injection, de l’insuline, hormone hypoglycémiante sécrétée normalement par le pancréas chez les personnes non diabétiques.

Le défi technologique est de mettre au point une gélule d’insuline capable d’atteindre
la circulation sanguine sans être détruite par son passage dans le tractus gastro-intestinal où règnent des conditions de pH très hostiles à l’hormone hypoglycémiante.

La conception d’une telle gélule comporte plusieurs avantages: le côté pratique pour le patient, une plus grande stabilité chimique à haute température et la fin de la gestion des aiguilles à jeter présentant un risque biologique.

Après avoir mis au point une capsule d’insuline capable de délivrer son contenu au niveau de l’estomac, les chercheurs du MIT ont, cette fois-ci, mis au point une nouvelle capsule déversant l’hormone au niveau de l’intestin.

La capsule peut résister au pH acide de l’estomac, compris entre 1,5 et 3,5, grâce à un revêtement spécifique en polymère.

Cette capsule high-tech est dotée de micro-aiguilles contenant de l’insuline.

Une fois arrivée dans l’intestin, et sous l’influence d’un pH plus basique que celui de l’estomac, la capsule s’ouvre et déploie trois axes comprenant des micro-aiguilles solubles.

Ces aiguilles d’un millimètre de long s’insèrent dans la couche superficielle de l’intestin grêle et se dissolvent en délivrant in situ de l’insuline.

L’hormone passe ensuite dans la circulation sanguine générale pour faire baisser la glycémie (taux de sucre dans le sang).

«Nous avons conçu les bras de manière à ce qu’ils conservent une force suffisante pour délivrer les micro-aiguilles d’insuline à la paroi de l’intestin grêle, tout en se dissolvant en quelques heures pour prévenir l’obstruction du tractus gastro-intestinal», précisent les chercheurs.

Des premiers essais concluants sur le modèle animal

Pour s’assurer de l’innocuité et de l’efficacité de cette gélule ingénieuse, les chercheurs ont réalisé des essais in vivo sur un modèle animal (le porc).

Ils ont démontré que le dispositif permettait d’administrer des doses d’insuline de manière sûre et efficace.

Des études expérimentales réalisées chez l’homme montrent que les micro-aiguilles délivrent l’insuline de manière optimale sans provoquer de perforations de la muqueuse intestinale.

Ces travaux ont montré que la capsule libère des concentrations plasmatiques d’hormone comparables à celles obtenues avec une injection sous-cutanée d’insuline.

Un immense potentiel d’applications

Au-delà de l’administration d’insuline, cette capsule dotée de micro-aiguilles biodégradables pourrait également servir à délivrer d’autres hormones, des médicaments, des enzymes ou des anticorps ainsi que des médicaments à base d’ARN.

Les chercheurs envisagent même d’utiliser ce vecteur pour administrer des vaccins.

«Nous travaillons en étroite collaboration avec nos collaborateurs pour identifier les prochaines étapes et les applications où nous pouvons avoir le plus d’impact» souligne Giovannu Traverso, gastro-entérologue à l’hôpital Brigham and Women’s de Boston qui a co-dirigé ces travaux avec Robert Langer.

Une pilule à insuline à la place des injections

D’après la Fédération Internationale du Diabète, 425 millions de personnes sont atteintes de diabète dans le monde.

Celle-ci qualifie cette maladie de véritable pandémie, car sa fréquence ne cesse d’augmenter.

L’OMS estime que le nombre de diabétiques va s’accroître pour dépasser 621 millions d’ici 2040.

Le diabète insulino-dépendant (DID) appelé «diabète de type 1» concerne environ 10 % des diabétiques.

Ces patients doivent se traiter quotidiennement par injection d’insuline, une protéine régulant le taux de sucre dans le sang.

L’insuline ne peut pas être administrée par voie orale.

Pourtant, des chercheurs de Harvard SEAS (School of Engineering and Applied Sciences) ont conçu une gélule contenant de l’insuline, qui pourrait transformer la façon dont les diabétiques contrôlent leur glycémie.

De l’insuline dans une pilule

Délivrer de l’insuline par voie orale est un objectif difficile à atteindre.

En effet, cette protéine est sensible à l’acidité gastrique et est mal absorbée par l’intestin. Ces chercheurs de Harvard ont trouvé une solution pour transporter l’insuline via une pilule.

Le principe de cette gélule est de transporter l’insuline dans un liquide ionique composé de choline et d’acide géranique, le tout étant encapsulé dans une gélule résistante à l’acide.

Dans l’intestin dont le milieu est plus alcalin, l’enveloppe de la gélule, formée de polymères, se dissout et libère le liquide contenant l’insuline, qui doit encore passer dans le sang.

Le terme polymère désigne une molécule de masse moléculaire élevée généralement organique ou semi-organique.

La méthode d’encapsulation de la formulation «insuline-liquide ionique» s’est avérée efficace pour passer les deux barrières intestinales :
• La couche de mucus qui tapisse l’intestin.
• Les jonctions serrées de la muqueuse intestinale, que les grosses molécules comme l’insuline ne peuvent traverser facilement.

Cette étude montre des résultats positifs, l’insuline administrée par voie orale avec un liquide ionique fonctionnant aussi bien qu’une injection conventionnelle.

Cette première pilule à insuline doit encore faire l’objet d’expérimentations sur les animaux et d’essais toxicologiques à long terme. Mais les auteurs ont bon espoir que cette pilule à insuline soit mise sur le marché dans un proche avenir.

Pour les chercheurs, cette expérience a montré que ce dispositif peut être administré au quotidien en toute sécurité.

Si les expériences se poursuivent positivement, ils espèrent pouvoir utiliser cette capsule pour délivrer des enzymes, des vaccins, des hormones ou encore des anticorps.

Sources : Dr Giovannu Traverso – L’hôpital Brigham de Boston
Dr Robert Langer – Laboratoires Novo Nordisk – Infos diabète

Le diabète de type 1

Le diabète est une maladie chronique qui se caractérise par un excès de sucre dans le sang et donc un taux de glucose (glycémie) trop élevé.

Le diabète de type 1 est habituellement découvert chez les personnes jeunes : enfants, adolescents ou jeunes adultes.

Les symptômes sont généralement :
• Une soif intense
• Des urines abondantes
• Un amaigrissement rapide

Ce type de diabète résulte de la disparition des cellules bêta du pancréas (cellules productrices d’insuline) qui sont détruites par le système immunitaire. En l’absence totale d’insuline, le glucose ne peut pas entrer dans les cellules de l’organisme et retourne dans le sang. Ceci se traduit par une augmentation du taux de glucose dans le sang.

Le corps ne fabriquant plus du tout d’insuline, le traitement se fait :
• Soit par l’injection d’insuline avec une seringue ou un stylo.
• Soit par une pompe, avec appareil portable ou implantable, qui administre de l’insuline en continu.

Ces injections répétées ont un impact sur la qualité de vie des diabétiques.

De plus, de nombreux patients n’adhèrent pas à ce traitement contraignant et douloureux alors qu’un mauvais contrôle glycémique peut entraîner de graves complications.

La découverte d’un nouveau mode d’administration de l’insuline pourrait donner un nouvel espoir aux patients diabétiques.