La nanomédecine utilise les outils de la nanotechnologie (c'est-à-dire, nanoparticules et nanorobots biocompatibles) pour délivrer des médicaments, diagnostiquer une maladie et effectuer une imagerie in vivo. La nanotechnologie a amélioré l'administration de médicaments en ciblant des organes spécifiques pour optimiser les profils d'efficacité et de sécurité des différents médicaments. La taille de la nanoparticule (habituellement de 1 à 100 nm), leur forme et la composition chimique de surface sont des facteurs importants qui contribuent à sa pharmacocinétique, dont le degré d'absorption, la biodisponibilité, l'absorption cellulaire, la biodistribution et la clearance (1, 2, 3).
La plupart des nanomédecines sont administrées par voie orale ou par voie intraveineuse et obtiennent leurs effets par un ciblage passif, qui repose sur une accumulation non spécifique dans les tissus, dont les tumeurs (2). Les liposomes ont été les premières nanomédecines et restent l'une des nanoparticules les plus efficaces conjuguées à des agents chimiothérapeutiques, tels que la doxorubicine et l'irinotécan, pour améliorer leur biodistribution (2, 4).
Les nanoparticules polymères (p. ex., peg-filgrastim) augmentent la demi-vie et la biodisponibilité d'un médicament et ont été utilisées dans des applications à libération contrôlée. Les micelles sont utilisées pour encapsuler des médicaments peu solubles dans l'eau (p. ex., estradiol) pour améliorer leur dissolution dans une solution aqueuse et donc leur absorption.
Les nanocristaux ne comprennent que le médicament, en dimension nanométrique (p. ex., le sirolimus), ceci augmente la surface de dissolution et la solubilité. Du fait de l'intérêt croissant pour les médicaments basés sur la nanomédecine, la pharmacocinétique et la pharmacodynamique doivent être étroitement évalués pour optimiser la délivrance du médicament au niveau du site cible tout en minimisant les effets indésirables, car les nanoparticules sont conçues pour être durables avec un minimum d'excrétion à l'intérieur des organes.
La modélisation pharmacocinétique à base physiologique (Physiologically based pharmacokinetic [PBPK]) est un puissant outil mathématique pour quantifier les processus cinétiques d'absorption, de distribution, de métabolisme et d'excrétion (ADME), en particulier la distribution des médicaments dans les organes et les tissus; cet outil est très utile pour comprendre les mécanismes impliqués dans la pharmacocinétique des nanomédicaments et les sources de variabilité. Une variabilité significative de la distribution des nanoparticules peut se produire dans certains organes tels que le foie, la rate et les poumons en raison des propriétés physicochimiques des nanoparticules telles que la taille et le matériau (5). Lorsqu'elle est appliquée avec des modèles pharmacodynamiques qui évaluent les effets pharmacologiques dans les tissus cibles, la modélisation PBPK peut prédire l'efficacité et la toxicité tout en limitant l'utilisation de modèles animaux.
(Voir aussi Revue générale de la pharmacocinétique.)
Références
1. Astruc D: Introduction to nanomedicine. Molecules 21(1):E4, 2015. doi: 10.3390/molecules21010004
2. Bobo D, Robinson KJ, Islam J, et al: Nanoparticle-based medicines: A review of FDA-approved materials and clinical trials to date. Pharmaceutical Research 33(10):2373–2387, 2016. doi: 10.1007/s11095-016-1958-5
3. Abdelbaky SB, Ibrahim MT, Samy H, et al: Cancer immunotherapy from biology to nanomedicine. J Controlled Release 336(10):410-432. doi.org/10.1016/j.jconrel.2021.06.025
4. Allen TM, Cullis PR: Liposomal drug delivery systems: From concept to clinical applications. Adv Drug Deliv Rev 65(1):36-48, 2013. doi: 10.1016/j.addr.2012.09.037
5. Kumar M, Kulkarni P, Liu S, Chemuturi N, Shah DK: Nanoparticle biodistribution coefficients: A quantitative approach for understanding the tissue distribution of nanoparticles. Adv Drug Deliv Rev 194:114708, 2023. doi:10.1016/j.addr.2023.114708
