Booster l’administration de médicaments avec l’échographie
Il peut être difficile d’acheminer les médicaments vers les sites de la maladie le long du tractus gastro-intestinal, qui s’étend sur la bouche, l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle et le gros intestin et l’anus. Les traitements invasifs peuvent prendre des heures car les patients attendent que des quantités adéquates de médicaments soient absorbées au bon endroit. Le même problème freine les nouveaux traitements comme les thérapies de modification génétique.
Aujourd’hui, la spin-out du MIT, Suono Bio, propose une nouvelle approche qui utilise les ultrasons pour administrer plus efficacement des médicaments, y compris des acides nucléiques comme l’ADN et l’ARN, au tractus gastro-intestinal. La société pense que sa technologie peut être utilisée pour introduire un large éventail de molécules thérapeutiques dans les zones du corps qui se sont avérées les plus difficiles à traiter.
« Les ultrasons sont une technologie bien connue qui est utilisée depuis des décennies en clinique », déclare le co-fondateur et directeur technique de Suono, Carl Schoellhammer PhD ’15. « Mais maintenant, nous faisons quelque chose de vraiment unique et de nouveau avec lui pour faciliter la livraison de choses qui ne pouvaient pas être livrées auparavant. »
La technologie de Suono est l’aboutissement de plus de trois décennies de découvertes faites dans les laboratoires du MIT par des chercheurs dont Schoellhammer et les co-fondateurs de Suono Robert Langer, qui est professeur à l’Institut David H. Koch au MIT, et Giovanni Traverso, professeur adjoint au MIT . La plate-forme tire parti d’un phénomène dans lequel les ondes ultrasonores créent de petits jets de liquide qui peuvent être utilisés pour pousser des médicaments dans les cellules.
Le premier programme de traitement de la société cible la rectocolite hémorragique. La semaine dernière, Suono a annoncé un cycle de financement pour faire avancer ce programme et d’autres dans son pipeline vers des essais cliniques.
Au-delà de ce premier programme, les fondateurs affirment que la plate-forme pourrait être utilisée pour fournir une gamme de molécules, des acides nucléiques aux peptides et aux protéines plus grosses, à n’importe quelle partie du tractus gastro-intestinal. Et bien que la première itération de la plate-forme de livraison de Suono tirera parti des systèmes portables, les fondateurs pensent que la technologie pourrait un jour être contenue dans une pilule ingérable alimentée par batterie.
« Cette [first drug candidate] est la preuve de concept où nous pourrions potentiellement résoudre un problème clinique très urgent et faire beaucoup de bien à de nombreux patients », a déclaré Schoellhammer. « Mais ensuite, vous avez réduit les risques de toute la plate-forme, car l’essai applique des ultrasons à une surface muqueuse, et l’ensemble de votre tractus gastro-intestinal est une grande surface muqueuse. Ainsi, tous les produits ultérieurs que nous fabriquons, même dans d’autres facteurs de forme, s’appuieront les uns sur les autres. »
Une découverte prometteuse
Schoellhammer a été doctorant en génie chimique entre 2010 et 2015. Pendant cette période, il a été co-encadré par Daniel Blankschtein, professeur Herman P. Meissner de génie chimique, et Langer, qui a cofondé plus de 40 entreprises.
Langer et Blankschtein ont découvert pour la première fois que les ondes ultrasonores peuvent être utilisées pour aider les médicaments à traverser la peau en 1995. Lorsque les ondes ultrasonores traversent un fluide, elles créent de minuscules bulles implosantes qui, lorsqu’elles éclatent, créent des forces capables de délivrer des médicaments dans les cellules avant la les médicaments se dégradent. Près de deux décennies plus tard, Schoellhammer et ses collaborateurs du MIT ont poussé cette découverte encore plus loin en appliquant simultanément deux faisceaux différents d’ondes ultrasonores sur la peau afin d’améliorer davantage les forces de pénétration cellulaire.
À l’époque, Traverso était boursier en gastroentérologie au Massachusetts General Hospital et terminait la partie recherche de sa formation dans le laboratoire de Langer. Schoellhammer, Traverso et d’autres collaborateurs ont décidé de voir si l’échographie pouvait améliorer l’administration de médicaments dans le tractus gastro-intestinal. « Cela semblait si bien fonctionner sur la peau que nous nous sommes demandé pourquoi ne pas essayer d’autres endroits du corps », se souvient Schoellhammer.
Les médicaments doivent généralement être encapsulés par un revêtement protecteur pour être délivrés dans le corps sans se dégrader. Pour la première expérience des chercheurs, ils ont combiné des médicaments biologiques bruts et des ondes ultrasonores. À leur grande surprise, les médicaments ont été absorbés efficacement par le tractus gastro-intestinal. La méthode a fonctionné pour l’administration de protéines, d’ADN, d’ARN et de formes d’ARN utilisées dans les traitements, telles que l’ARNm et l’ARNsi.
« Pour faire court, nous venons de découvrir que tout fonctionne », dit Schoellhammer. « Nous pourrions fournir une large gamme de classes de médicaments sans formulation. Le tractus gastro-intestinal est conçu pour absorber, mais il absorbe généralement les petites molécules. Tout ce qui est plus gros, qu’il s’agisse de produits biologiques, de protéines, de thérapies géniques, est dégradé car en même temps le tractus gastro-intestinal est un environnement très inhospitalier. Il a un pH bas et une richesse de protéases et de nucléases pour mâcher toutes ces molécules. Donc, la livraison de ce genre de composés dans le tractus gastro-intestinal est une sorte de Saint Graal. »
La percée a convaincu Schoellhammer que la technologie pourrait un jour améliorer les options de traitement pour les patients, et il a ensuite travaillé avec le Deshpande Center for Technological Innovation, a participé au concours d’entrepreneuriat du MIT 100 000 $, a reçu un financement du fonds d’investissement The Engine et a adopté un certain nombre de d’autres expériences éducatives, selon lui, ont fait partie intégrante du démarrage de Suono.
«Ce sont des mentors comme Bob, des mentors comme Gio, qui peuvent suivre des cours à l’école de commerce du MIT, travailler avec le Technology Licensing Office du MIT et apprendre de leur point de vue ce qu’ils recherchent pour protéger la technologie et engager des groupes, soutien du Centre Deshpande où nous avons obtenu une bourse précoce ; J’ai également reçu le prix étudiant du programme Lemelson-MIT 2015 », a déclaré Schoellhammer à propos des éléments qui ont aidé son parcours entrepreneurial. « Sans toutes ces pièces, Suono n’existe pas, et la technologie n’existe pas pour, espérons-le, un jour atteindre les patients. »
Des recherches ultérieures ont confirmé que la méthode d’administration par ultrasons pouvait être utilisée pour administrer des médicaments n’importe où le long du tractus gastro-intestinal. Il a également montré que les médicaments étaient absorbés beaucoup plus efficacement et avaient des effets plus positifs que les traitements utilisant d’autres méthodes d’administration.
« L’étendue des molécules qui peuvent être délivrées est extrêmement inhabituelle pour une technologie de délivrance de médicaments, c’est donc vraiment excitant », déclare Traverso. « Ces observations sont encore renforcées par les récupérations que nous avons observées lorsque les ultrasons ont été appliqués dans des modèles de maladies gastro-intestinales. »
Accéder aux patients
Suono prévoit de commencer les essais cliniques dans les 12 à 18 prochains mois. Les fondateurs pensent que l’approbation d’un médicament validera non seulement l’efficacité de leur approche, mais simplifiera les obstacles réglementaires pour les futurs médicaments, même si les traitements ultérieurs semblent très différents de ce qui est administré aujourd’hui.
« Les ultrasons peuvent être conditionnés dans de nombreux facteurs de forme différents, il peut donc s’agir d’un système qui donne un lavement, d’un endoscope ou d’une pilule », explique Traverso. « L’utilisation des ultrasons de toutes ces manières ouvre de nombreuses nouvelles opportunités. Le travail consiste maintenant à identifier les meilleures opportunités étant donné que tant de choses pourraient être faites. »
En plus des maladies inflammatoires de l’intestin, Suono explore des traitements pour de nombreux autres troubles du tractus gastro-intestinal. La plateforme de livraison localisée pourrait rendre les traitements de certains cancers, par exemple, plus précis et plus efficaces.
« Comme toute entreprise, nous devons réfléchir très sérieusement à l’indication logique de la piste », déclare Schoellhammer. « Et donc, nous commençons par cibler la colite ulcéreuse. Mais ce n’est pas là que nous terminons. Cela renforcera la valeur de l’ensemble de la plate-forme, qui sera finalement un jour des systèmes entièrement ingérables pour l’administration orale de n’importe quoi : administration orale de produits biologiques, administration orale d’acides nucléiques. C’est cette vision à long terme sur laquelle nous nous concentrons avec cette voie.
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