Les chercheurs du College of Pharmacy partagent leurs dernières découvertes sur la nouvelle technologie d’administration de médicaments
Beaucoup d’entre nous se souviendront qu’au début de la pandémie, les médicaments révolutionnaires qui ont transformé le traitement de la COVID-19 étaient difficiles à trouver. La raison principale était que ces thérapies, y compris les vaccins à ARNm et les anticorps monoclonaux, sont «à base biologique» et souvent instables à température ambiante. De ce fait, les vaccins à ARNm doivent être conservés dans des congélateurs ultra-froids, parfois jetés en fin de journée après reconstitution et les anticorps monoclonaux nécessitent un milieu hospitalier pour l’administration et ne peuvent pas être emportés à domicile.
L’accès à ces thérapies s’est amélioré depuis le début de la pandémie mais reste un défi. Les limites de la formulation d’autres produits biologiques comme les thérapies cellulaires et géniques ont également entravé l’innovation dans ces domaines. Les chercheurs du laboratoire du Dr Robert O. (Bill) Williams III, chef de division et professeur de pharmacologie moléculaire et d’administration de médicaments à l’Université du Texas à l’Austin College of Pharmacy, font progresser une technologie de plate-forme innovante connue sous le nom de Thin Film Freezing, qui pourrait révolutionner l’administration, la distribution et l’accès aux vaccins et aux thérapies.
La technologie de congélation à couche mince, inventée par le Dr Williams et son équipe et perfectionnée par TFF Pharmaceuticals, basée à Fort Worth, est développée via un processus bien contrôlé qui implique une congélation et un séchage rapides des médicaments en poudre. La technologie est unique en ce sens qu’elle peut convertir des vaccins et d’autres produits biologiques, qui sont traditionnellement livrés sous forme liquide, en une poudre plus stable à température ambiante, éliminant ainsi le besoin d’une réfrigération ultra-froide et rendant les médicaments plus accessibles à l’échelle mondiale. en surmontant les défis logistiques de la distribution. La technologie a une large applicabilité dans tous les domaines thérapeutiques, y compris un grand potentiel pour le traitement de maladies infectieuses comme le COVID-19.
Les formulations de congélation à couche mince peuvent être injectées comme les vaccins à ARNm d’aujourd’hui, mais ont également l’avantage d’être inhalées ou administrées par voie intranasale, ce qui ne nécessite pas de professionnels de la santé pour l’administration. Les formulations intranasales offrent encore un autre avantage en ciblant directement le système muqueux, en exploitant les mécanismes clés qui déclenchent la défense immunitaire à la porte où les virus pénètrent dans le corps pour neutraliser plus rapidement le virus à sa source.
« Les thérapies orales pour les affections destinées aux poumons et au système respiratoire, comme le COVID, sont un exemple d’administration de médicaments sous-optimale », a expliqué le Dr Williams. «L’administration de ces médicaments sous leur forme orale nécessite généralement une dose importante pour atteindre les tissus cibles dans les organes et peut entraîner des effets secondaires graves qui mettent parfois la vie en danger. En ciblant directement le site du besoin, nos formulations de congélation à couche mince contournent la toxicité et évitent les interactions médicamenteuses.
Le Dr Williams et son laboratoire ont accumulé un grand nombre de recherches – qui ne cessent de croître – soutenant la congélation à couche mince en tant que technologie prometteuse pour convertir les vaccins et autres traitements en formes inhalées et intranasales. Les scientifiques ont également publié des articles et des articles qui expliquent comment la congélation à couche mince se compare à d’autres techniques d’administration de médicaments en poudre sèche. L’invention du Dr Williams a montré des avantages significatifs en tant que processus plus doux pour les modalités sensibles telles que les protéines, l’ADN, l’ARNm et d’autres produits biologiques ainsi que les petites molécules.
Des recherches récentes publiées sur le serveur de préimpression bioRxiv ont montré comment la congélation à couche mince pouvait être utilisée pour développer des versions en poudre sèche d’ADN plasmidique pour une livraison optimisée dans les poumons, tandis qu’un autre article vient d’être publié dans le Revue internationale de pharmacie ont montré comment le taux de congélation intermédiaire de la congélation à couche mince entraînait une dénaturation réduite des protéines par rapport à la lyophilisation par pulvérisation (SFD) et à la lyophilisation conventionnelle. Les forces de cisaillement minimales du processus réduisent également les risques de dégradation des protéines.
Le Dr Williams et son équipe appliquent même l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique pour améliorer l’efficacité du développement de formulations de poudre sèche spécifiques à un produit. Dans une recherche présentée lors de la réunion PharmSci 360 de l’American Association of Pharmaceutical Scientists (AAPS) de cette année, les chercheurs ont utilisé une méthode basée sur l’apprentissage en profondeur pour estimer les performances des aérosols en fonction des propriétés de la poudre fabriquée par Thin Film Freezing, en utilisant spécifiquement l’analyse d’image. L’affiche, ainsi qu’une autre affiche de l’équipe du Dr Williams démontrant l’application réussie des formulations de congélation à couche mince sur un certain nombre de médicaments biologiques, y compris les anticorps anti-SARS-CoV-2 et anti-PD1, ont été sélectionnées dans le cadre du » Collections spéciales d’affiches » lors de la réunion.
Toutes ces découvertes sont de bonnes nouvelles pour l’avenir du développement de médicaments biologiques et pourraient non seulement soutenir le développement de futures thérapies COVID-19, mais également traiter les futurs agents pathogènes à mesure qu’ils émergent. TFF Pharmaceuticals applique cette technologie à une large gamme de traitements, dont trois font actuellement l’objet d’essais cliniques, notamment une version en poudre sèche de niclosamide, un antiviral puissant qui s’est avéré efficace contre toutes les variantes du COVID-19 testées à ce jour. La poudre de niclosamide inhalée de TFF a été bien tolérée Études de phase 1 avec des effets secondaires réduits par rapport à la forme orale de traitement.
En plus de développer des thérapies en interne, TFF Pharmaceuticals travaille avec de nombreux partenaires Big Pharma, académiques et CDMO et a récemment ouvert une nouvelle usine à Austin, Texas – situé non loin du laboratoire du Dr Williams – qui offre un espace supplémentaire pour faciliter la mise à l’échelle et la fabrication de matériaux en poudre sèche, y compris pour les produits biologiques, et pour produire des fournitures pour les études précliniques.
«Nous sommes ravis de continuer à voir des progrès scientifiques en utilisant la plate-forme technologique de congélation à couche mince pour diverses modalités dans le paysage du traitement grâce au travail innovant de nos collaborateurs à UT Austin», a commenté le PDG de TFF, Glenn Mattes. « Les dernières recherches de Bill et de son équipe continuent de démontrer les applications polyvalentes de la congélation à couche mince pour le développement et la livraison de médicaments biologiques. Nous nous réjouissons de poursuivre notre collaboration et de partager davantage de données en tirant parti de notre plateforme dans les années à venir. »
Bien que nous ne sachions pas à quoi pourraient ressembler les futures pandémies, sur la base des développements récents du traitement COVID-19 et de l’appel du gouvernement à des méthodes alternatives pour vacciner et traiter les maladies contagieuses, il est probable que les thérapies inhalées et intranasales joueront un rôle. La technologie de congélation à couche mince peut mieux équiper l’industrie pour la préparation future à une pandémie et à d’autres agents pathogènes ou menaces biologiques émergentes qui pourraient survenir. D’autres recherches du laboratoire du Dr Williams seront bientôt disponibles.