MIT : un implant à ultrasons diffuse les médicaments plus loin dans le cerveau
Des ingénieurs du MIT ont conçu un dispositif implantable qui associe un réservoir à libération lente de médicament à de minuscules transducteurs à ultrasons afin qu'un médicament se diffuse plus loin dans le tissu cérébral. Ces travaux du laboratoire de Canan Dagdeviren au Media Lab du MIT ont été publiés le 26 octobre dans la revue Device ; ils n'ont été testés jusqu'ici que sur un modèle tissulaire et chez la souris.
L'objectif est de contribuer à prévenir la récidive du glioblastome, une tumeur cérébrale agressive. Les patients sont généralement opérés, mais les chirurgiens parviennent rarement à retirer toutes les cellules cancéreuses et la tumeur réapparaît souvent. Un peu plus de 10 000 cas sont diagnostiqués chaque année aux États-Unis et, selon le MIT, les patients survivent en moyenne de 12 à 15 mois après le diagnostic.
Pourquoi les ultrasons aident
Des pastilles et des hydrogels de médicaments implantables existent déjà, mais ils agissent par diffusion passive. L'équipe du MIT voulait mieux maîtriser le moment et la répartition. Des recherches antérieures ont montré que les ultrasons créent des flux convectifs qui transportent les molécules du médicament plus loin, et que leurs oscillations mécaniques rendent temporairement la barrière hémato-encéphalique plus perméable.
Le nouveau dispositif, baptisé LUCID (Long-term Ultrasound-enhanced Convective Injection Device), est un implant souple aussi fin qu'une feuille de bristol. Une canule d'administration du médicament est imprimée en 3D directement sur un réseau de 24 transducteurs à ultrasons miniatures, de sorte que les ondes sonores sont générées à l'extrémité de l'aiguille. Le réservoir contient environ 100 microlitres de liquide, la perfusion est assurée par une pompe osmotique passive et les ultrasons sont commandés sans fil par Bluetooth. Une petite batterie peut être rechargée sans fil.
Ce qu'ont montré les expériences
Dans un « fantôme tissulaire », un matériau gélatineux qui imite le tissu humain, l'administration assistée par ultrasons a diffusé les molécules du médicament bien plus loin que l'administration sans ultrasons. Chez la souris, les chercheurs ont administré un produit de contraste pour IRM et constaté qu'il se diffusait plus loin dans le cerveau lorsque le réseau d'ultrasons était activé. Il s'agissait de tests de l'administration elle-même ; aucun traitement de tumeur n'a été rapporté.
« Nous avons 24 transducteurs dans un réseau à ultrasons, ce qui peut aider un médicament donné à franchir la barrière hémato-encéphalique et à améliorer la perfusion du médicament », explique Dagdeviren, auteure principale de l'étude. Le co-auteur principal Jason Hou ajoute : « Amener un médicament dans le cerveau n'est qu'une partie du défi. Il faut aussi qu'il se diffuse dans les tissus environnants. »
La suite
Si le dispositif était développé pour des patients, la canule et le réseau d'ultrasons se trouveraient à l'intérieur du crâne, tandis que la batterie et l'électronique pourraient rester à l'extérieur, selon les chercheurs. Ils suggèrent que la technologie pourrait aussi administrer des immunothérapies ou des acides nucléiques, y compris des thérapies géniques, et qu'elle pourrait servir dans d'autres organes que le cerveau. L'étude a été financée par le MIT Media Lab Consortium et les National Institutes of Health. Plus d'articles dans santé et science.