Accueil > Presse > Nanonitrateur : nouvel amplificateur des effets protecteurs des nitrates inorganiques, basé sur une approche d'apprentissage en essaim
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| Un système de prédiction de combinaisons de médicaments basé sur l'apprentissage en essaim identifiant la vitamine C comme le médicament optimal à combiner avec le nitrate de sodium. Cette combinaison a amélioré la biodisponibilité du nitrate de sodium et exercé des effets synergiques. Par la suite, l’équipe a utilisé la technologie de microencapsulation pour préparer une nanoparticule appelée Nanonitrator, dont les principaux composants sont du nitrate de sodium et de la vitamine C. Le nanonitrateur a évité les lésions tissulaires dans un modèle de lésion des glandes salivaires induites par les radiations, vérifiant ainsi leur efficacité améliorée par rapport à celle du nitrate de sodium seul. CRÉDIT © Science China Press |
Résumé:
La radiothérapie est actuellement la principale forme de traitement des tumeurs malignes de la tête et du cou telles que le carcinome nasopharyngé. Dans le champ de rayonnement d'une tumeur, les glandes salivaires subissent fréquemment des dommages importants suite à l'irradiation, entraînant une xérostomie et une série de syndromes bucco-dentaires, qui ont de graves conséquences sur la qualité de vie des patients.
Nanonitrator : nouvel amplificateur des effets protecteurs des nitrates inorganiques, basé sur une approche d'apprentissage en essaim
Pékin, Chine | Publié le 12 mai 2023
En 1998, l'équipe de recherche dirigée par le professeur Songlin Wang a établi un modèle de porcs miniatures pour simuler des lésions cliniques des glandes salivaires induites par les radiations dans la région de la tête et du cou. Le modèle a été utilisé dans une série d'études sur le mécanisme des lésions des glandes salivaires induites par les radiations ainsi que sur la reconstruction fonctionnelle des glandes endommagées. L’équipe a découvert qu’une supplémentation en nitrate inorganique exogène pourrait protéger de manière significative la morphologie et la fonction des glandes salivaires contre les lésions radiologiques, suggérant un nouveau mode de prévention et de traitement.
La plupart des études expérimentales existantes sur la thérapie par les nitrates inorganiques sont basées sur l'administration orale, y compris l'ajout de nitrates aux aliments et à l'eau potable. Les nitrates administrés par voie orale ont une faible biodisponibilité, un métabolisme rapide et de fortes fluctuations in vivo, ce qui rend difficile l'obtention de concentrations pharmacodynamiquement actives. Pour résoudre ces problèmes et faciliter les applications cliniques, l’équipe a développé avec succès un système de prédiction de combinaisons de médicaments basé sur l’apprentissage par essaim. À l’aide d’un modèle d’apprentissage profond, le système a été formé sur les données d’interaction médicament-voie pour construire un réseau de voie médicamenteuse. Un réseau neuronal convolutif graphique a été utilisé pour construire un réseau médicament-cible afin de découvrir des combinaisons de médicaments optimales. Le système a été utilisé pour identifier avec succès la vitamine C comme médicament optimal à co-administrer avec le nitrate de sodium. Cette découverte fournit de nouvelles idées et méthodes pour la co-administration de médicaments, avec des implications cliniques importantes pour la prévention de diverses maladies.
À partir de là, le rapport optimal nitrate/vitamine C a été déterminé à l’aide de la technologie de microencapsulation pour le criblage et l’optimisation de la formulation à libération contrôlée. Ainsi, un nanomédicament hydrophobe nommé Nanonitrator a été préparé, en utilisant une solution de matériau de base contenant du nitrate de sodium, de la vitamine C et du chitosane 3000, tandis que de la carboxyméthylcellulose sodique (Na-CMC) et de la pectine ont été utilisées comme matériaux de paroi. Les matériaux du noyau et des parois ont été mélangés, lyophilisés et broyés sous forme de poudre. Les différentes valeurs de pH des solutions gastro-intestinales testées in vitro ont confirmé que Nanonitrator convient aux formes posologiques orales.
En raison de leur capacité à améliorer considérablement la transduction du signal de la voie PI3K-Akt, le Nanonitrator a montré de meilleurs effets dans le maintien de l'homéostasie intracellulaire que le nitrate de sodium seul ou le nitrate de sodium combiné dans un mélange physique avec de la vitamine C à des doses orales équivalentes. Le nanonitrateur a réduit le stress oxydatif induit par les radiations dans les cellules des glandes salivaires, réduit la teneur en ROS, maintenu l'homéostasie cellulaire du calcium, protégé la morphologie et la fonction des mitochondries et diminué le nombre de cellules apoptotiques.
Ces résultats suggèrent que Nanonitrator pourrait être développé comme une nouvelle thérapie aux applications multiples, avec le potentiel de jouer un rôle important dans la prévention et le traitement des maladies chroniques associées. De plus, cette étude fournit de nouvelles idées pour le développement de nouveaux médicaments à base de sels inorganiques.
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