Des chercheurs du VCU développent un traitement abordable et non invasif pour le SDR chez les nouveau-nés

28 août 2023

Par Leïla Ugincius

Une équipe de l'Université du Commonwealth de Virginie développe un traitement abordable et non invasif du syndrome de détresse respiratoire qui peut être administré sans avoir recours à un équipement médical complexe, soutenu par une subvention de 3 millions de dollars de la Fondation Bill & Melinda Gates.

Le RDS survient chez les nouveau-nés qui manquent de tensioactifs naturels - des matériaux qui réduisent la tension superficielle du liquide, permettant au dioxyde de carbone et à l'oxygène de s'échanger facilement à mesure que les poumons se dilatent et se contractent, oxygénant le sang et facilitant les fonctions naturelles du corps. Bien qu'elle puisse être traitée par une thérapie externe, le coût, la complexité et le caractère invasif de la procédure actuelle la rendent inaccessible à beaucoup de personnes qui en ont besoin, en particulier aux nourrissons des pays à revenu faible ou intermédiaire.

Cette subvention aide Worth Longest, Ph.D., professeur exceptionnel Louis S. et Ruth S. Harris au Département de génie mécanique et nucléaire du College of Engineering, et ses collègues à créer un surfactant qui peut être aérosolisé et un appareil pour le délivrer.

Les traitements RDS actuels impliquent l’administration d’une sédation pour l’intubation et l’instillation de surfactant liquide dans les poumons. Dans les contextes où l’administration de surfactant est disponible, les médecins doivent peser ces risques supplémentaires avant de prendre la décision d’administrer un surfactant, même s’il est susceptible d’être bénéfique. Lorsqu'il est combiné à la nécessité d'équipements spécialisés fonctionnant dans un environnement stérile à température contrôlée, l'accès à ce traitement vital devient inaccessible en raison du coût, de la disponibilité d'installations appropriées ou des deux.

Ce besoin a conduit Longest à s'associer avec Michael Hindle, Ph.D., Peter R. Byron, professeur émérite à la VCU School of Pharmacy, et Rob DiBlasi, chercheur clinique de premier plan et chercheur principal au Seattle Children's Research Institute, pour rechercher un financement auprès du Gates. Foundation afin de développer une formulation de médicament en aérosol et un mécanisme d'administration pour un surfactant pulmonaire synthétique capable d'être administré n'importe où, avec un équipement minimal et à un coût raisonnable.

"Certains médecins considèrent l'administration de surfactants en aérosol comme un besoin évident dans les soins respiratoires néonatals", a déclaré Longest. «Cela était envisagé depuis de nombreuses années, mais n'a pas été réalisé en raison de nombreux obstacles.»

L’un des défis consiste à déterminer comment délivrer un dosage efficace de la formulation en aérosol. Les inhalateurs de poudre sèche actuels nécessitent plus d'air pour fonctionner efficacement que ce qui peut être administré à un nourrisson en raison de leur plus petite capacité pulmonaire. Ces inhalateurs sont également limités à environ 1 milligramme de médicament, soit nettement moins que ce qui est nécessaire pour le traitement par surfactant.

Longest et Hindle utiliseront leur expertise dans la conception de systèmes de distribution d'aérosols pour concevoir une méthode de distribution efficace. À l’aide de modèles de voies respiratoires supérieures imprimés en 3D, l’équipe peut tester l’efficacité d’un mécanisme de dispersion pour garantir que la formulation de poudre sèche est délivrée profondément dans les poumons à la dose élevée requise. La formulation du médicament en poudre sèche utilisé par le mécanisme d'administration de l'équipe est dirigée par Hindle. Il s'agit d'utiliser un bain d'énergie sonore pour mélanger une combinaison d'ingrédients avant d'utiliser une technique de séchage par pulvérisation pour convertir le liquide en poudre, qui peut ensuite être aérosolisée.

Les inhalateurs de poudre sèche en ligne précédemment développés par les laboratoires Longest et Hindle démontrent leur capacité à obtenir une dispersion appropriée de la formulation de poudre avec un faible volume d'air. Leurs équipes ont obtenu en juillet un brevet pour cette technologie et appliquent la même stratégie à une formulation de tensioactif aérosolisable.

"Comme ces mécanismes d'administration sont fortement liés aux formulations médicamenteuses qu'ils sont conçus pour administrer, il est important d'effectuer ce type de recherche simultanément et de manière itérative", a déclaré Longest. « Mon laboratoire collabore quotidiennement avec celui du Dr Hindle pour résoudre ce problème ainsi que d'autres problèmes difficiles dans le domaine des aérosols pharmaceutiques. »