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Administration de médicaments inhalés

L'administration de médicaments par inhalation est une voie cruciale pour l'administration de produits pharmaceutiques, en particulier pour les affections respiratoires comme l'asthme, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et les maladies infectieuses. Cette voie offre plusieurs avantages, notamment un début d’action rapide, une administration localisée du médicament dans les zones affectées du système respiratoire et une réduction des effets secondaires systémiques. Dans la recherche préclinique, l’administration de médicaments par inhalation permet aux scientifiques d’étudier l’efficacité, la sécurité et la pharmacocinétique de nouveaux composés, ainsi que de modéliser et d’explorer les mécanismes sous-jacents aux maladies respiratoires.

SCIREQ propose des solutions clés en main pour faire progresser la recherche préclinique dans le domaine de l'administration de médicaments par inhalation :

  • Le système inExpose permet une administration précise et contrôlée de médicaments inhalés, permettant aux chercheurs de reproduire avec précision des scénarios d'inhalation réels. Cette précision est essentielle pour évaluer la pharmacocinétique et la pharmacodynamique des médicaments inhalés, ainsi que pour évaluer leur efficacité thérapeutique.
  • Le système FlexiVent synchronise la dosimétrie inhalée avec la ventilation, optimisant ainsi le dépôt et la distribution des médicaments dans les modèles animaux, ce qui est crucial pour comprendre le potentiel thérapeutique de divers médicaments et formulations.
  • Le système expoCube fournit un environnement contrôlé pour l’exposition des tissus pulmonaires in vitro à divers aérosols, permettant aux chercheurs d'étudier les effets de différents médicaments et facteurs environnementaux sur les tissus pulmonaires.

Produits annexes

  • Médicaments nébulisés/remis en suspension 
  • Nanoparticules lipidiques
  • Oligonucléotides antisens (ASO)
  • Petit ARN interférent (siARN)
  • Anticorps monoclonaux
  • Vésicules/nanovésicules
  • Nanoparticules de chitosane
  • Poudres sèches

Intervention reproductible, résultats prédictifs

L'administration de médicaments ou de nouveaux vecteurs thérapeutiques par voie pulmonaire pourrait être souhaitable pour de nombreuses raisons. La grande surface et la vascularisation élevée du poumon peuvent fournir une délivrance rapide et efficace de substances localement ou systémiquement, via le sang. Prenant en considération l'inhalation comme voie d'administration du médicament, La plateforme d'intervention du SCIREQ, l'inExpose, offre un impact positif significatif sur la reproductibilité des études et l'efficacité de la recherche en assurant la standardisation des processus. Intégré au nébuliseur Aeroneb, l'inExpose fournit un contrôle informatique sophistiqué qui permet des sessions d'exposition aux aérosols automatisées, précises et reproductibles pour les petits animaux de laboratoire. De plus, l'inExpose offre de petits volumes internes, réduisant les temps de montée en puissance de l'exposition et minimisant le besoin de grandes quantités de matériel.

Références et publications

L'administration par inhalation de nanoparticules de tensioactif pulmonaire chargées d'interféron-λ induit des réponses immunitaires antivirales rapides dans le poumon. (2024). Gil., CH, et al. Matériaux appliqués et interfaces, https://doi.org/10.1021/acsami.3c13677

Les agonistes des récepteurs de la sérotonine-2 produisent des effets anti-inflammatoires grâce à des mécanismes fonctionnellement sélectifs qui impliquent la suppression de l'expression de l'arginase 1 induite par la maladie. (2024). Flanagan et coll. Pharmacologie ACS et science translationnelle. https://doi.org/10.1021/acsptsci.3c00297

L'administration inhalée d'interféron lambda recombinant rétablit l'inflammation allergique après le développement de l'asthme en contrôlant les réponses immunitaires médiées par les cellules Th2 et Th17. (2022). Gagné, J., et coll. Immunopharmacologie internationale, 112 : 109180

L’exposition aux nanoparticules artificielles atmosphériques Ag, TiO2, Ti et SiO2 module la réponse inflammatoire intestinale et le microbiote chez la souris. (2022). Guilloteau, E., et al. 

Évaluation de la toxicité d'une exposition répétée par inhalation de 91 jours à un mélange de PCB dans l'air d'une école. (2022). Wang., H et al. Environ. Sci. Technologie. 56(3) : 1780-1790

Modèles murins biologiquement pertinents d’infection respiratoire chronique à Pseudomonas aeruginosa. (2023). Rodgers, AM et coll. Pathogènes, 12(8) 1053 ; https://doi.org/10.3390/pathogens12081053

Rôle de la signalisation nestine/14-3-3/mTOR dans la prolifération des cellules musculaires lisses des voies respiratoires et le remodelage des voies respiratoires. (2023). Tang., D., et al. Portefeuille Nature, https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-2869821/v1

L'exposition répétitive au dioxyde de soufre chez la souris modèle le syndrome respiratoire post-déploiement. (2023). Gutor, SS et coll. BioRxiv, doi : https://doi.org/10.1101/2023.05.15.540867

Évolution temporelle de l'inflammation pulmonaire et de la biodistribution des oligo-éléments pendant et après une exposition par inhalation subaiguë à des nanoparticules d'oxyde de cuivre dans un modèle murin. (2022). Areecheewakul, S., et al. Toxicologie des particules et des fibres, 40

La formation de podosomes médiée par SRC et TKS5 dans les fibroblastes favorise l'invasion de la matrice extracellulaire et la fibrose pulmonaire. (2023). Barbayianni, I., et al. Nature Communications, 14 : 5882

Abi1 intervient dans la prolifération des cellules musculaires lisses des voies respiratoires et dans le remodelage des voies respiratoires via la signalisation Jak2/STAT3. (2022). Wang, R., et coll. Presse cellulaire iScience, 25 : 103833

Développement de modèles alternatifs in vitro et ex vivo pour tester des antibiotiques inhalables – InhalAb.Wronski, S., et al. (2020). Atelier sur les modèles de maladies pulmonaires 2020, Hanovre (Allemagne)

Dosimétrie inhalée

L'administration de médicaments assistée par ventilateur (VAAD) est un hybride entre l'inhalation nasale uniquement et l'instillation intratrachéale. L’approche consiste à intuber le sujet et à utiliser des profils de ventilation optimisés, contrôlés par ordinateur, pour administrer le composé inhalé profondément dans les poumons du sujet, sur plusieurs respirations. Cette stratégie minimise la variabilité d'un sujet à l'autre et favorise un dépôt d'aérosol très homogène dans les poumons. Il permet en outre aux chercheurs de mesurer la fonction pulmonaire du sujet avant et après l'administration. VAAD peut donc être utilisé pour l’administration de médicaments et la modélisation de maladies (par exemple pour les études IPF avec la bléomycine). 

Références et publications

Exposition in vitro fiable et efficace

L'expoCube est un nouveau système d'exposition in vitro à interface air-liquide (ALI)/Transwell qui permet un dépôt hautement fiable et efficace d'aérosols sur les cellules et les tissus. Cette exposition tire parti de la thermophorèse, qui guide les petites particules et les gaz sur le tissu cible via un gradient de température et augmente le taux de dépôt de 2 % à environ 40 %.

Références et publications

Élaboration de méthodes pour l'évaluation toxicologique in vitro des produits du cannabis inhalés. Wilson, E. et coll. (2023). SOT2023

56e congrès EUROTOX 2021, congrès virtuel, Copenhague, Danemark « Can We Get The Full Picture? Comparaison de l'action d'une série de produits chimiques volatils sur l'expression génique dans les cellules A549 dans le cadre d'une approche de lecture croisée. " W. Zoblet et al. (2021). 

Une nouvelle plateforme microfluidique pour l'exposition pulmonaire aux nanoparticules .Kiss, FM et al. (2021). 11e édition du Congrès mondial sur les alternatives et l'utilisation des animaux dans les sciences de la vie, congrès virtuel, Maastricht, Pays-Bas

"L'exposition intermittente à la fumée de cigarette entière modifie la différenciation des petites cellules épithéliales primaires des voies respiratoires dans la culture d'interface air-liquide", Gindele, JA et al. (2020). Rapports scientifiques tome 10, numéro d'article : 6257

L'exposition à la fumée de cigarette perturbe la fonction de barrière épithéliale et altère la réponse immunitaire antivirale à l'infection grippale ex vivo. Bohlen, S. et al. (2020). Atelier sur les modèles de maladies pulmonaires 2020, Hanovre (Allemagne)

«Évaluation des risques liés au diacétyle et aux dicétones structurellement apparentées – une approche de référence croisée», Hansen, T., et al. (2020). Symposium EU-ToxRisk (2020), Egmont aan Zee (Pays-Bas), 

 « Développement de modèles alternatifs in vitro et ex vivo pour tester des antibiotiques inhalables – InhalAb. » Wronski, S., et al. (2020). Atelier sur les modèles de maladies pulmonaires 2020, Hanovre (Allemagne),

"Tests de cytotoxicité par inhalation in vitro de nanosystèmes thérapeutiques pour les infections pulmonaires". Ritter, D., et coll. (2020). Journal de la Société Européenne de Toxicologie in Vitro « Toxicologie in Vitro », Volume 63, 2020, 

 

Ressources

L'effet de l'association exercice et régime sur les souris obèses

L’obésité est un trouble métabolique résultant d’un déséquilibre entre l’énergie consommée et l’énergie dépensée. Elle est souvent causée par une augmentation de la consommation d’aliments riches en calories et une diminution de l’activité physique, ce qui entraîne une accumulation anormale de graisse. Une telle accumulation de graisse peut avoir de graves conséquences sur la santé, augmentant le risque de maladies chroniques comme les maladies cardiovasculaires, le diabète et certains cancers. Elle est généralement associée à une prévalence plus élevée de stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD) et d’asthme.

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Le rôle de la setmélanotide dans l'amélioration de la chimiosensibilité hypercapnique et de la perte de poids chez les souris mâles

L’obésité contribue de manière significative aux troubles respiratoires tels que le syndrome obésité-hypoventilation (SHO) et l’apnée du sommeil, tous deux caractérisés par une chimiosensibilité respiratoire réduite. Ces pathologies altèrent non seulement la respiration, mais aggravent également les risques pour la santé associés à l’obésité.

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Thérapie par aérosol de précision grâce à l'IA et à l'administration contrôlée par flexiVent

Yang, L., et al (2024) présentent LungVis 1.0, une plateforme d'imagerie pilotée par l'IA intégrant la microscopie à fluorescence à feuillet lumineux (LSFM) et l'apprentissage profond pour cartographier le dépôt de nanoparticules (NP) dans les poumons murins. La recherche met en évidence les avantages des méthodes d'administration par aérosol par rapport aux approches traditionnelles à base de liquide, en mettant l'accent sur l'uniformité du dépôt de NP dans les régions alvéolaires distales obtenue grâce à l'administration d'aérosols assistée par ventilateur (VAAD).

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Double avantage du composé 17B pour l'hypertension artérielle pulmonaire

L'hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) est une maladie évolutive potentiellement mortelle caractérisée par une augmentation de la pression artérielle pulmonaire, un remodelage vasculaire et une inflammation persistante. Malgré les progrès réalisés dans le traitement, les thérapies actuelles, telles que le sildénafil, l'iloprost et le riociguat, se concentrent principalement sur la réduction des symptômes en dilatant les vaisseaux sanguins.

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Nouvelle méthodologie : Analyse des composés organiques volatils avec le système flexiVent

Les composés organiques volatils (COV) présents dans l'haleine apparaissent comme des biomarqueurs essentiels dans la recherche médicale, offrant un aperçu non invasif des processus métaboliques et physiologiques. Une publication récente de Talor, A., et al (2024) a présenté une nouvelle méthode de capture des COV dans l'haleine de modèles de souris intubées.

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