KNOXVILLE, TN, 28 novembre 2025 /24-7PressRelease/ -- L'échographie offre un moyen non invasif et profondément pénétrant de contrôler l'activation des médicaments avec une grande précision spatiale et temporelle. Les progrès récents en mécanochimie des polymères ont permis l'utilisation des forces mécaniques générées par ultrasons pour cliver sélectivement les liaisons covalentes et non covalentes, déclenchant la libération de médicaments à la demande au niveau moléculaire. Ces systèmes sensibles aux ultrasons permettent l'activation ciblée des agents thérapeutiques uniquement sur les sites souhaités, minimisant les effets secondaires et améliorant l'efficacité des médicaments. Le travail examiné met en lumière de multiples voies mécanistiques — incluant le clivage des liaisons chimiques et l'activation médiée par les espèces réactives de l'oxygène (ROS) — qui élargissent le potentiel des ultrasons en médecine de précision. Cette approche représente une stratégie prometteuse pour faire progresser les systèmes d'administration de médicaments intelligents, contrôlables et adaptables cliniquement.

L'administration conventionnelle de médicaments repose souvent sur la diffusion passive ou les déclencheurs chimiques, ce qui peut entraîner une exposition systémique, une toxicité et une diminution des performances thérapeutiques. Bien que des systèmes sensibles aux stimuli tels que la lumière, la chaleur et les champs magnétiques aient été explorés, chacun rencontre des limitations incluant une pénétration limitée, une forte invasivité ou une incompatibilité biologique. Les ultrasons, en revanche, fournissent un déclencheur physique non invasif et réglable capable de pénétrer les tissus profonds tout en évitant d'endommager les cellules environnantes. De plus, les progrès en mécanochimie des polymères ont démontré que les forces de cisaillement induites par ultrasons peuvent entraîner le clivage sélectif des liaisons moléculaires pour activer les médicaments uniquement lorsque nécessaire. En raison de ces défis et opportunités, des recherches plus approfondies sont nécessaires pour développer des plateformes d'activation clinique de médicaments efficaces, sûres et contrôlées par ultrasons.

Des chercheurs de l'Université de Tianjin ont publié une revue complète (DOI : 10.1007/s10118-025-3398-3) sur les systèmes d'activation de médicaments induits par ultrasons dans le Chinese Journal of Polymer Science (Publié en ligne : 2025). L'étude résume comment les ultrasons déclenchent des forces mécaniques et des espèces réactives de l'oxygène (ROS) pour cliver sélectivement les liaisons chimiques au sein des vecteurs de médicaments à base de polymères, permettant une libération thérapeutique précise et contrôlable. Ce travail met en lumière un domaine en pleine croissance qui fusionne la science des matériaux, la mécanochimie, la nanomédecine et l'ingénierie biomédicale pour faire progresser les thérapies médicamenteuses ciblées de nouvelle génération.

La revue décrit trois voies mécanochimiques majeures pour la libération de médicaments activée par ultrasons. Premièrement, les systèmes de clivage de liaisons covalentes — tels que les mécanismes à base de disulfure ou de carbonate de furyle — permettent une activation sélective des médicaments en rompant les liaisons chimiques intégrées dans les chaînes polymères. Ces systèmes permettent un contrôle précis de la cinétique de libération des médicaments, mais nécessitent souvent des conceptions de polymères spécifiques ou des intensités ultrasonores particulières. Deuxièmement, les systèmes de perturbation non covalente, incluant les cages supramoléculaires, les chaînes d'aptamères polyvalents et les assemblages vancomycine–peptide, utilisent des forces intermoléculaires plus faibles qui nécessitent des seuils d'activation plus bas et sont plus compatibles avec les conditions biologiques. Troisièmement, les systèmes d'activation par ROS à base de nanomatériaux exploitent les ultrasons pour générer des ROS qui déclenchent des réactions chimiques secondaires pour une libération contrôlée des médicaments, particulièrement dans les environnements tumoraux.

De plus, des plateformes émergentes telles que les actionneurs moléculaires à rotaxane, les microbulles polymères et les hydrogels sensibles aux ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU) offrent des stratégies prometteuses pour augmenter la capacité de charge utile et minimiser l'activation hors cible. Bien que ces technologies aient démontré un fort potentiel dans la libération contrôlée et la thérapie médicamenteuse ciblée spatialement, une optimisation supplémentaire est nécessaire pour améliorer l'efficacité de chargement des médicaments, renforcer la biocompatibilité et assurer la sécurité clinique.

Selon les auteurs, l'intégration des ultrasons avec les systèmes polymères conçus par mécanochimie représente une opportunité transformative en médecine de précision. Ils soulignent que l'activation mécanochimique fournit une « résolution sous-moléculaire », permettant la libération de médicaments uniquement là où des forces externes sont appliquées. Cependant, le développement de formulations cliniquement viables nécessite de faire progresser la sécurité des sonosensibilisateurs, de régler les paramètres des ultrasons pour la compatibilité tissulaire et d'améliorer la conception des nanovecteurs. Les chercheurs prédisent que des progrès continus feront passer les thérapies déclenchées par ultrasons des démonstrations de preuve de concept en laboratoire au traitement réel des maladies.

L'activation de médicaments contrôlée par ultrasons présente un large potentiel pour la thérapie du cancer, la médecine régénérative et le traitement localisé des maladies. En permettant aux molécules thérapeutiques de rester inactives jusqu'à ce qu'elles soient déclenchées sur le site cible, ces systèmes peuvent réduire la toxicité systémique et améliorer les résultats du traitement. Les applications futures pourraient inclure des biomatériaux implantables sensibles aux ultrasons, des traitements personnalisés guidés par des techniques d'imagerie et des stratégies d'activation médicamenteuse en plusieurs étapes pour la thérapie combinée. La recherche interdisciplinaire continue aidera à traduire ces plateformes mécanochimiques en technologies déployables cliniquement, faisant progresser des interventions thérapeutiques plus sûres et plus précises.

Références
DOI
10.1007/s10118-025-3398-3

URL de la source originale
https://doi.org/10.1007/s10118-025-3398-3

Informations sur le financement
Ce travail a été soutenu financièrement par le Fonds des jeunes scientifiques de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 22305173), le Fonds des jeunes scientifiques de la Fondation des sciences naturelles de Tianjin (n° S25QNM009), le Fonds d'innovation indépendante de l'Université de Tianjin (n° 2025XSU-0008), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n° 22475151) et le Programme des jeunes talents de Xiaomi.

À propos du Chinese Journal of Polymer Science
Le Chinese Journal of Polymer Science (CJPS) est une revue mensuelle publiée en anglais et parrainée par la Société chimique chinoise et l'Institut de chimie de l'Académie chinoise des sciences. Le CJPS est édité par un comité éditorial distingué dirigé par le professeur Qi-Feng Zhou et soutenu par un comité consultatif international dans lequel de nombreux scientifiques polymères actifs renommés du monde entier sont inclus. Les types de manuscrits incluent les éditoriaux, les communications rapides, les perspectives, les tutoriels, les articles de fond, les revues et les articles de recherche. Selon les Journal Citation Reports, le facteur d'impact (FI) 2024 du CJPS est de 4,0.

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