La technologie des microsphères du ministère de l’Énergie reconvertie en système d’administration de médicaments par voie orale | MUSC
SpheroFill, une entreprise co-fondée par le chercheur de MUSC William Hill, Ph.D., aide à convertir des épées en socs de charrue grâce à un financement de plus d’un quart de million de dollars provenant d’une subvention de transfert de technologie pour les petites entreprises de la National Science Foundation (NSF). Hill est professeur de pathologie et de médecine de laboratoire au MUSC et chercheur au Ralph H. Johnson VA Medical Center.
Hill et SpheroFill développent une technologie de microsphères pour créer une plate-forme unique d’administration de médicaments par voie orale qui permettra une libération protégée et contrôlée des médicaments au fil du temps. La technologie des microsphères a été créée à l’origine à des fins stratégiques par le Département de l’énergie du Savannah River National Laboratory (SRNL), puis convertie à des fins civiles par le Centre de recherche appliquée (ARC) à Aiken, Caroline du Sud.
« Une microsphère mesure environ un tiers du diamètre d’un cheveu humain. Vous pouvez en fait charger les microsphères avec différentes cargaisons, des médicaments dans ce cas, puis contrôler le taux de libération des matériaux qui en sortent. »
— Dr William Hill
Les autres co-fondateurs de SpheroFill sont George Wicks, Ph.D., de l’ARC, et l’ORL-oto-rhino-laryngologiste Paul Weinberger, MD Wicks a co-inventé la technologie des microsphères au SRNL. En collaboration avec MUSC et ARC, les trois inventeurs ont déposé un brevet sur les approches orales et autres d’administration de médicaments.
Hill, qui est vice-président exécutif et directeur scientifique de la société, est enthousiasmé par la collaboration entre SpheroFill, MUSC et ARC.
« Le Centre de recherche appliquée est une organisation de recherche et développement à but non lucratif créée pour transférer la technologie du SRNL et des institutions universitaires et pour aider les entreprises en démarrage dans la mesure du possible », a expliqué Hill. « C’est la valeur de l’investissement des contribuables qui est amplifiée dans de nouvelles utilisations qui peuvent créer de nouveaux emplois et développer l’économie de la Caroline du Sud. L’objectif de l’ARC est de créer une base technologique dans le comté d’Aiken et dans l’État. Surtout, ARC a été un investisseur initial clé pour nous. »
Les microsphères sont des sphères creuses avec une grande capacité de chargement contenues par une coque extérieure en verre de silice poreux. Des canaux nanométriques complexes relient les cargaisons intérieures au monde extérieur.
« Une microsphère est environ un tiers du diamètre d’un cheveu humain », a déclaré Hill. « Vous pouvez en fait charger les microsphères avec différentes cargaisons, des médicaments dans ce cas, puis contrôler le taux de libération des matériaux qui en sortent. »
Une fois dans le corps, les microsphères libèrent le médicament à mesure que le revêtement extérieur se dégrade et que les nanopores s’ouvrent. La technologie pourrait aider les sociétés pharmaceutiques à surmonter un obstacle sérieux dans le développement de médicaments oraux. Les médicaments pris par voie orale se décomposent souvent dans l’environnement hostile du système gastro-intestinal.
« SpheroFill permet aux patients d’avoir un dosage efficace du médicament sur une période prolongée, de sorte que le patient n’a qu’à prendre le médicament une ou peut-être deux fois. »
— Dr William Hill
« L’industrie pharmaceutique dispose d’un grand nombre de médicaments difficiles à administrer par voie orale, soit parce qu’ils ne se dissolvent pas très bien dans le système aqueux que nous avons dans notre tractus gastro-intestinal, soit parce qu’ils sont très réactifs et se décomposeront très rapidement par les enzymes là-bas », a déclaré Hill.
En enveloppant les médicaments, les microsphères les protègent de cet environnement hostile et leur permettent d’atteindre leurs emplacements cibles, où elles libèrent leur contenu. En conséquence, moins de médicaments sont gaspillés, ce qui représente une économie pour les sociétés pharmaceutiques et les consommateurs. Cela sera particulièrement important avec les médicaments coûteux et les nouveaux médicaments biologiques sensibles.
La technologie permet non seulement une administration plus efficace des médicaments oraux existants, mais elle rend également possible l’administration orale de nouveaux types de médicaments.
« Il existe également une capacité à livrer des médicaments d’une manière qu’ils n’auraient jamais pu être livrées auparavant, comme sous forme gazeuse », a déclaré Hill. « Nous essayons de développer de nouvelles façons d’administrer des agents qui ne sont pas vraiment des médicaments maintenant, car ils sont tout simplement trop difficiles à utiliser comme médicaments. »
La technologie pourrait également aider les patients à mieux respecter leurs médicaments. De nombreux médicaments, comme les antibiotiques, doivent être pris quotidiennement pendant plusieurs jours. Lorsque les patients commencent à se sentir mieux, ils peuvent arrêter de prendre le médicament prématurément, ce qui entraîne une résistance aux médicaments et d’autres problèmes.
« SpheroFill permet aux patients d’avoir un dosage efficace du médicament sur une période prolongée, de sorte que le patient n’a qu’à prendre le médicament une ou peut-être deux fois », a déclaré Hill.
Au MUSC, l’équipe de recherche de Hill travaille à tester différents polymères pouvant servir de revêtements pour les microsphères, dans le but d’avoir différents taux de libération de médicament avec différents revêtements, allant de quelques jours à plusieurs mois.
« Ce qui est cool, c’est que vous pouvez avoir des microsphères avec différentes épaisseurs de revêtements ou des revêtements entièrement différents, qui libéreront des matériaux à des vitesses différentes », a déclaré Hill. « Et nous pouvons les mélanger ensemble pour avoir des libérations superposées ou séquentielles du même médicament ou de médicaments différents pendant une période prolongée », a déclaré Hill.
L’équipe travaille sur le contrôle de la libération du médicament en mesurant les taux de libération pour différents revêtements. Une fois que Hill et son équipe auront terminé cette étape, ils étudieront ensuite dans quelle mesure les microsphères avec les différents revêtements fonctionnent en tant que plate-forme d’administration de médicaments, d’abord chez les animaux, puis chez les humains.
Hill pense que le soutien de la NSF est une étape importante pour Spherofill et remercie la Fondation MUSC pour le développement de la recherche pour son aide dans la candidature.
« C’est excitant d’obtenir ce sceau d’approbation de la NSF », a déclaré Hill. Ce support difficile à obtenir indique qu’il pense que la technologie et l’entreprise valent l’investissement pour aider au développement technique et à l’assistance grâce à sa solide infrastructure de commercialisation. Cela nous aidera également à nous ouvrir des portes à des partenaires et des clients. »
En plus d’améliorer l’administration des médicaments, SpheroFill et ses partenaires espèrent également soutenir l’économie de la Caroline du Sud en apportant des emplois de recherche et développement, de haute technologie et pharmaceutiques à Charleston, Aiken et dans d’autres régions de l’État.
La sénatrice américaine Lindsey Graham et le représentant américain Joe Wilson voient ce potentiel économique.
« Le financement permettra à SpheroFill de créer des avancées dans le domaine médical, et j’apprécie le travail de la NSF pour aider à transformer cela en réalité », a déclaré Graham.
Wilson a également reconnu le financement généreux de la NSF de la précieuse collaboration de SpheroFill.
« La synergie entre SpheroFill, le Centre de recherche appliquée et le Laboratoire national de Savannah River a permis à cette recherche de prendre de l’ampleur, offrant des opportunités de transformation dans les traitements médicaux », a déclaré Wilson. « Je suis reconnaissant que la NSF ait reconnu et récompensé le talent ici dans notre communauté. »
À propos de l’America’s Seed Fund
America’s Seed Fund, alimenté par la National Science Foundation (NSF), attribue 200 millions de dollars par an aux startups et aux petites entreprises, transformant les découvertes scientifiques en produits et services ayant un impact commercial et sociétal. Les startups travaillant dans presque tous les domaines de la science et de la technologie peuvent recevoir jusqu’à 2 millions de dollars de fonds non dilutifs pour soutenir la recherche et le développement (R&D), aidant à réduire les risques technologiques pour le succès commercial.