Des nanoparticules d'un nouveau type pourraient apporter des médicaments aux cellules des poumons sans être arrêtées par le mucus.

Depuis les années 2000, les chercheurs mettent au point des nanoparticules biodégradables servant de «cargo» pour les transporter jusqu’aux cellules épithéliales qui tapissent les muqueuses afin de traiter, par exemple, des symptômes locaux liés à l'asthme ou à la mucoviscidose. Grâce à leurs tailles et propriétés, ces nanoparticules cargo, de quelques dizaines à quelques centaines de nanomètres, augmentent la biodisponibilité, diminuent les résistances, favorisent une meilleure pénétration dans l’organisme. Jusqu’à présent, les nanoparticules mises au point étaient volontairement «mucoadhésives», afin d'augmenter leur interaction avec le mucus qui tapisse les tissus pulmonaires. En effet, leurs charges positives et leur hydrophobicité confèrent aux nanoparticules mucoadhésives (notées NMA) la propriété de se fixer aux glycoprotéines, chargées négativement et également hydrophobes. Ce faisant, elles modifient les propriétés rhéologiques du mucus : sa vitesse de clairance, c'est-à-dire d'expulsion des nanoparticules, diminue, et le temps de rétention des substances actives s’en trouve allongé.

Hélas, les NMA sont en grande partie arrêtées par les couches les plus superficielles du mucus, et sont tout de même évacuées en quelques dizaines de minutes sans atteindre la muqueuse respiratoire.

Craig Schneider et ses collègues, de l’université Johns Hopkins, à Baltimore, proposent d’utiliser de nanoparticules non mucoadhésives, modifiées en surface par des chaînes de polyéthylène-glycol qui les rendent hydrophiles. Ces nanoparticules «mucopénétrantes» (NMP) pénètrent davantage, atteignant les cellules épithéliales. Cependant, plusieurs travaux théoriques datant de 2012 semblaient indiquer qu’elles n'étaient pas adaptées aux voies respiratoires, en raison de la trop grande épaisseur de mucus qui les caractérise.

Grâce aux résultats d'expériences in vivo, les chercheurs de Baltimore contredisent ces idées : chez la souris, non seulement les NMP diffusent plus rapidement dans les bronches, mais elles sont aussi réparties de façon plus uniforme et retenues plus longtemps que les NMA dans les tissus. Utilisées pour transporter de la dexaméthasone (un anti-inflammatoire stéroïdien), les NMP permettent de réduire plus efficacement des inflammations pulmonaires aïgues chez les rongeurs que lors de l’utilisation de nanoparticules mucoadhésives, ou que la dexaméthasone seule.

Didier Betbeder, professeur à l’université Lille 2, confirme l’intérêt actuel porté aux nanoparticules mucopénétrantes pour le transport de substances actives dans les poumons : «En raison de leur capacité à atteindre les cellules épithéliales à travers le mucus, elles seront également des supports idéaux pour des protéines antigéniques, et constitueront ainsi un élément central pour la mise au point de vaccins par voie respiratoire.»