C'est comme une vinaigrette dont les composants finissent par se séparer en couches ! Plusieurs médicaments utilisés dans le traitement du cancer ou de maladies auto-immunes sont stockés sous forme solides et ensuite dissous dans des poches de perfusion pour être administrés aux patients. Mais ces solutions peuvent, au fil du temps, se séparer en plusieurs couches, rendant ces médicaments instables et, de fait, moins efficaces voire inappropriés. L'analyse de ce phénomène pourrait faciliter la mise au point de nouveaux conditionnements et modes d'administration de ces traitements.

Les produits concernés contiennent de fortes concentrations d'anticorps monoclonaux, des protéines qui s'attachent à des substances étrangères présentes dans le corps, telles que des bactéries ou des virus, ce qui les rend susceptibles d'être détruits par le système immunitaire du patient.

Des gouttelettes qui se forment et se déposent au fond des poches de perfusion

Ces solutions se présentent sous forme de liquide clair à température ambiante, mais à mesure qu'elles refroidissent, des gouttelettes commencent à se former et à se déposer au fond des poches de perfusion, le liquide dilué restant sur le dessus. Cette séparation peut réduire la stabilité, donc l'efficacité et la durée de conservation, des médicaments qui utilisent ces anticorps monoclonaux, notamment ceux qui permettent de traiter les maladies auto-immunes ou le cancer. 

Une équipe de scientifiques de Penn State a étudié la thermodynamique et la cinétique, les relations entre la température, l'énergie et les vitesses de réactions chimique à l'origine de cette instabilité. Des travaux publiés le 22 juillet dans le journal Proceedings de la National Academy of Sciences.

Le modèle développé par les chercheurs décrit comment les molécules d'anticorps se collent lorsque la température diminue, formant des gouttelettes qui se développent lorsque des molécules supplémentaires se joignent. Un processus réversible qui se produit de plus en plus rapidement lorsque la température diminue car la solution est de plus en plus saturée de molécule d'anticorps libres. Ensuite, alors que la solution continue de refroidir, les gouttelettes se collent aux autres et se déposent au fond.

Prédire la stabilité des agents thérapeutiques

L'équipe de recherche envisage de déterminer si les paramètres recueillis lors de cette expérience permettent de prédire la stabilité et la durée de conservation des agents thérapeutiques. "Nous pourront être en mesure de déterminer les propriétés que devraient présenter des solutions idéales pour qu'un candidat médicament prometteur maintienne sa stabilité", explique Bradley Rodgers, un des auteurs de l'étude.