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Une technologie innovante et révolutionnaire développée à l’Université hébraïque de Jérusalem (HUJI) a rendu possible le développement rapide de médicaments – y compris des médicaments anticancéreux – utilisant des puces bioniques tout en éliminant le besoin d’expériences sur des animaux de laboratoire.

Une nouvelle étude dirigée par le professeur Yaakov Nahmias, chef du Centre de bio-ingénierie de HUJI et fondateur de la société Tissue Dynamics a développé un travail avec son équipe de recherche qui vient d’être publié dans la prestigieuse revue Science Translational Medicine sous le titre «Mechanism and reversal of néphrotoxicité induite par le médicament sur une puce. »

Tissue Dynamics Ltd. est une société de biotechnologie révolutionnaire qui développe des outils de dépistage de la toxicité et de l’efficacité des médicaments pour les industries pharmaceutique et cosmétique. Sa plate-forme de criblage cinétique utilise la technologie d’organe sur puce intégrée par capteur pour surveiller les changements de la fonction métabolique en temps réel ; cela minimise les erreurs faussement positives et fausses négatives. La technologie a conduit au développement d’un nouveau médicament pour prévenir l’insuffisance rénale (rénale) dans les traitements de chimiothérapie sur les tissus humains.

Développer des médicaments et les mettre sur le marché est un processus long, plein d’obstacles et coûteux. En moyenne, le développement d’un seul médicament coûte à l’industrie pharmaceutique environ 2,6 milliards de dollars et prend environ 12 ans à mettre sur le marché. L’un des problèmes majeurs sur le terrain est l’incapacité d’observer le comportement des médicaments chez l’homme à partir d’expériences sur des souris et des rats. Les animaux de laboratoire ont une génétique et une physiologie différentes de celles des humains, de sorte que les médicaments efficaces chez les souris échouent à plusieurs reprises dans les essais cliniques sur les humains.

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La toxicité rénale d’origine médicamenteuse provoque plus de 1,5 million d’événements indésirables par an aux États-Unis seulement, touchant environ un cinquième de la population adulte. L’incidence de la néphrotoxicité médicamenteuse chez les personnes âgées peut même atteindre 66% en raison des médicaments sur ordonnance liés au diabète et aux maladies cardiovasculaires, a écrit l’équipe. Bien que l’insuffisance rénale soit souvent réversible, sa prise en charge a été estimée à environ 3,5 milliards de dollars par an.

La technologie visant à remplacer les expériences animales dans les tissus humains a commencé il y a trois décennies, mais bien que de tels systèmes soient déjà sur le marché, il n’a pas encore été prouvé qu’ils pouvaient raccourcir considérablement le chemin du développement de médicaments. La percée de Nahmias était une combinaison de minuscules capteurs intégrés dans les tissus humains qui permettent de mesurer en temps réel le taux de métabolisme dans des tissus tels que le foie, les reins et le cœur. Les mesures précises ont permis à l’équipe HUJI d’obtenir des informations fiables en temps réel sur le mécanisme d’action de divers médicaments et produits chimiques dans les reins.

En utilisant cette nouvelle technologie, Nahmias et son doctorant Aharon Cohen ont découvert un nouveau mécanisme de toxicité de l’un des médicaments courants en chimiothérapie – le cisplatine – qui cause des lésions rénales chez plus d’un tiers de ses patients. «Notre système a montré que le cisplatine interfère avec le passage du sucre dans les reins et provoque donc une accumulation de graisse et des dommages. Une analyse rapide a montré que l’empagliflozine, un médicament qui empêche l’absorption du sucre dans les reins, prévient les dommages et rend la chimiothérapie plus sûre », a déclaré Nahmias.

Le cisplatine, un médicament à base de platine, est utilisé depuis plus de 40 ans et est toujours considéré comme l’un des médicaments chimiothérapeutiques les plus couramment utilisés pour les patients atteints de cancer de l’ovaire, de l’estomac, du poumon, de la tête, du cou, de la vessie et des testicules. Les lésions rénales causées par l’utilisation du cisplatine limitent son utilisation à quelques jours seulement dans tout traitement de chimiothérapie.

La découverte de Nahmias l’a amené à travailler avec Tissue Dynamics, qui a commercialisé la technologie pour la recherche clinique rétrospective de 247 patients au Hadassah-University Medical Center à Jérusalem. Cette recherche a confirmé les résultats de l’étude HUJI. «En fait, presque aucune lésion rénale n’a été mesurée chez les patients cancéreux qui ont pris notre association médicamenteuse», a déclaré Nahmias.

C’est la première fois que des chercheurs utilisent la technologie puce sur organe pour développer un médicament à partir d’un essai clinique sans utiliser d’animaux de laboratoire. «Cette technologie révolutionnaire permettra non seulement de raccourcir le temps nécessaire pour que les médicaments essentiels arrivent sur le marché, mais rendra également inutiles de nombreuses expériences sur les animaux. Cela permettra d’économiser de l’argent, du temps et beaucoup de souffrance chez les animaux », a-t-il conclu.

Tissue Dynamics continue de développer des outils innovants pour le développement de médicaments et progresse déjà avec la nouvelle combinaison de médicaments anticancéreux pour les essais cliniques et l’approbation réglementaire.