FR2872055A1 - Dispositif pour le transfert de molecules aux cellules utilisant une force d'origine physique et combinaison permettant la mise en oeuvre du procede - Google Patents

Abstract

Dispositif pour le transfert de molécules aux cellules utilisant une ou deux forces physiquesL'invention concerne un dispositif permettant de délivrer de façon optimale un principe actif (36) à un tissu humain ou animal pour la chimiothérapie ou la thérapie génique, en utilisant un champ ou courant électriques, éventuellement associés à une pression hydrostatique ou hydrodynamique, ces moyens physiques favorisant la diffusion tissulaire et éventuellement la pénétration cellulaire du principe actif. L'invention réduit ainsi l'inconvénient de toxicité de ces méthodes physiques.Le dispositif est constitué d'électrodes (10) et comprend une ou plusieurs aiguilles d'injection (11) associées à une seringue (1). Electrode et aiguilles d'injection sont alignées et éventuellement associées au moyen d'une pièce rigide (12), elle-même incluse dans un boîtier (3 et 4) permettant la manipulation par l'opérateur et la liaison électrique (7) avec un générateur de champ ou de courant électrique (21). Un dispositif particulier comporte une pluralité d'aiguilles reliées à un réservoir commun afin d'injecter simultanément le principe actif dans le tissu en agissant par pression sur le réservoir.

Description

Description

Domaine technique de l'invention La présente invention concerne un dispositif permettant d'améliorer l'administration de substances dans des tissus et dans les cellules de ces tissus, en associant l'injection de principe actif à un processus physique.

Dans une première réalisation de l'invention, le processus physique utilisé est l'administration de champs électriques ou de courants électriques. Ces champs et/ou ce courant ont pour effet d'améliorer la pénétration du principe actif dans le tissu. Ceci résulte d'un effet d'électrophorèse ou d'iontophorèse sur le principe actif, par lequel les molécules du principe actif sont entraînées par convection électriques dans le tissu ou au sein même des cellules humaines, animales, végétales ou bactériennes.

Par ailleurs, dans un mode d'application préféré de l'invention, les champs électriques ou le courant électrique ont aussi pour effet de perméabiliser les cellules de façon transitoire. Il s'agit alors, contrairement à l'électrophorèse ou à l'iontophorèse, d'un effet sur le tissu biologique. Par là même, la pénétration du principe actif dans les cellules ou au sein de certains compartiments des cellules humaines, animales végétales ou bactériennes est augmentée, ce qui améliore l'efficacité du principe actif.

Dans une seconde réalisation de l'invention, le processus physique utilisé est la pression hydrostatique engendrée par l'injection rapide d'une quantité de liquide simultanément à l'injection du principe actif. Une telle pression a pour effet de forcer l'entrée des molécules dans les cellules. Une telle réalisation est particulièrement adaptée dans des organes définis par une couche cellulaire ou une membrane telles que et de manière non limitative, les articulations limitées par la membrane synoviale, la chambre antérieure de l'oeil, ou la vessie.

Dans une troisième réalisation de l'invention, on utilise l'association des deux réalisations précédentes.

Etat de la technique antérieure. Contexte de l'invention La chimiothérapie antitumorale est un exemple dans lequel la pénétration du principe actif à l'intérieur des cellules tumorales est nécessaire à une activité

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thérapeutique. Par exemple, la bléomycine a été utilisée pour le traitement de tumeurs en association avec des champs électriques perméabilisants. Ce procédé utilise l'électroporation de tissu et est souvent appelé électrochimiothérapie .

La thérapie génique ou la vaccination à ADN ou à ARN sont un second exemple, non limitatif, dans lequel il est nécessaire que le principe actif (ADN, ARN, ARN interférant ou toute autre molécule ayant une activité sur l'expression génétique) soit internalisé au sein de la cellule pour que l'effet sur l'expression génétique soit observé. Ceci concerne particulièrement les nucléotides ou les pseudonucléotides.

Par électrotransfert ou électroporation d'ADN, on désigne l'utilisation de champs électriques pour promouvoir la pénétration tissulaire et intracellulaire de ces ADN, ce qui rend possible leur expression sous forme d'ARN ou de protéine si ces ADN contiennent un gène précédé d'un promoteur et suivi d'une séquence de polyadénylation (ce que l'on appelle une cassette d'expression thérapeutique).

L'électrotransfert a été utilisé pour des plasmides, c'est-à-dire des ADN circulaires dans des tissus tels que le muscle, la peau, les tumeurs, le cerveau ou le foie. Cet ADN codant peut être un plasmide ou toute autre forme de matériel génétique (ADN, ARN ou autre, communément désigné ici par le terme nucléotide ) conduisant à l'expression du produit de ce gène, ce produit étant un ARN ou une protéine. . L'électrotransfert de plasmide utilisant des champs ou courants électriques adaptés a permis une augmentation de l'expression du produit du gène injecté de plusieurs ordres de grandeurs dans le muscle, les tumeurs, la peau, et le système nerveux ou le foie. 25 L'électrotransfert consiste à injecter le nucléotide dans un tissu, et à administrer simultanément ou après des impulsions de champs et de courant électrique, qui perméabilisent la paroi des cellules et par là même promeuvent l'entrée du nucléotide dans la cellule et, dans certains cas, jusqu'au noyau. Alternativement, certains ont administré les champs électriques perméabilisants avant l'administration du nucléotide, ou ont utilisé les champs électriques pour améliorer la diffusion du nucléotide dans le tissu injecté.

Dans la suite du descriptif, on appellera administration électriquement assistée les procédé décrits plus hauts, ainsi que d'autres non décrits mais utilisant les champs électriques pour améliorer l'administration d'un principe actif à des tissus biologiques, ainsi que son efficacité. 20

De nombreux systèmes d'injection pour l'administration électriquement assistée ont été conçus. Le brevet US 5,273,525 décrit une seringue comportant deux aiguilles d'injection qui servent aussi d'électrodes pour l'administration des champs électriques et du courant qui en découle. Une variante de ce brevet est une aiguille électrode associée à une seconde électrode prenant la forme d'un couteau inséré dans le tissu.

Le brevet US n 6,055,453 décrit l'utilisation d'une pluralité d'électrodes identifiées permettant de sélectionner une séquence d'application de champs électriques.

La demande PCT WO 98/47562 décrit l'utilisation d'un réseau d'électrodesaiguilles ayant au moins trois électrodes disposées de façon à former un triangle dans un plan d'intersection de ces trois électrodes individuelles identifiées, et un moyen d'engendrer des champs électriques entre ces électrodes.

La demande PCT WO 03/0760006 décrit un réseau d'au moins trois électrodesaiguilles en nombre impair qui, associées deux par deux, délivrent un courant électrique résultant maximal dans une région différente pour chaque couple d'électrodes, le site d'injection du principe actif étant situé au centre de gravité de la grille formée par les électrodes.

La demande de brevet US 2004/0059285 décrit l'utilisation de deux électrodes - aiguilles d'injection , dans lesquels l'injection du principe actif est asservi à l'enfoncement des aiguilles dans le tissu, les impulsions électriques étant délivrées pendant ou après l'enfoncement des électrodes. Cette demande présente de plus un guide pré-déposé permettant l'insertion des électrode-aiguilles servant à injecter le principe actif.

L'ensemble des systèmes administration électriquement assistée décrits à ce jour 30 peut donc se décomposer en deux catégories.

Dans le premier groupe, les électrodes sont également utilisées pour l'injection du principe actif. Ces électrodes aiguilles présentent l'avantage de la simplicité. Cependant, l'un des principaux problèmes liés à cette conception est que le principe actif est injecté au voisinage des deux électrodes. Si une partie du principe actif se trouve bien dans les lignes de champs les plus directes entre les deux électrodes, une partie se trouve injectée de l'autre côté, et ne se trouve donc pas dans la zone de tissu optimale du point 25 de vue de l'électroperméabilisation et de l'électrophorèse. Ceci est représenté dans la figure 1.

L'importance d'une localisation optimale du principe actif dans la zone où les impulsions électriques sont administrées a été illustrée par d'autres, dans le cas de l'électrotransfert de plasmide dans le muscle, par l'effet bénéfique de la pré-injection d'enzymes digérant les matrices extracellulaire, telles que la hyaluronidase. La digestion de la matrice extracellulaire permet une meilleure diffusion du nucléotide.

Dans le second groupe d'administration électriquement assistée, les électrodes sont dissociées de l'aiguille d'injection. L'insertion d'un réseau supérieur à trois d'électrodes est précédée ou suivie de l'insertion d'une aiguille d'injection, éventuellement en utilisant un guide. Dans une variante de ce groupe, le produit est injecté dans le tissu, suivi de l'insertion d'un réseau de plus de trois électrodes. Ce système présente le désavantage de la complexité. En effet, l'insertion d'une multiplicité d'électrodes peut se révéler difficile lorsque le tissu que l'on cherche à électrotransférer est de petite dimension. C'est le cas, par exemple, du muscle d'un petit animal de compagnie tel que le chat, ou de celui d'un nourrisson, ou encore pour des muscles digitaux ou des métastases tumorales situées près de zones sensibles. Par ailleurs, ces systèmes requièrent un temps de mise en oeuvre long, puisqu'il faut insérer en deux temps d'abord le réseau d'électrodes, puis l'aiguille d'injection, ou vice-versa. A ce temps s'ajoute celui nécessaire à l'administration des impulsions électriques. Ceci peut se révéler rédhibitoire lorsqu'un temps d'intervention minimal est nécessaire, comme par exemple l'intervention sur animal vigile, ou lorsque I sujet traité ne peut pas être anesthésié pour raison médicale ou économique (rapidité de mise en oeuvre).

Dans l'ensemble de ces techniques d'électrotransfert ou d'électroporation existants, les inconvénients relevés obligent à augmenter l'intensité du champ électrique ou des courants électriques dispensés, ce qui induit une certaine toxicité. II est donc nécessaire d'identifier un moyen de diminuer l'intensité des impulsions électriques administrées.

Dans une seconde réalisation de l'invention, le processus physique utilisé est la pression hydrostatique engendrée par l'injection rapide d'une quantité de liquide au sein d'un volume limité d'un organisme. On appellera ce procédé l'administration assistée par pression hydrostatique. Ceci a été utilisé par d'autres en injection intra-artérielle ou intraveineuse.

Dans le cas de l'injection intra-artérielle ou intraveineuse, il faut utiliser un très grand volume pour obtenir une augmentation de pression locale conduisant à la pénétration de macromolécules. Par exemple, il faut injecter en quelques secondes dans la veine de la queue d'un rongeur un volume de liquide contenant un nucléotide équivalent à la totalité de son volume sanguine. Seulement dans ces conditions, on a observé une bonne pénétration du nucléotide dans les cellules du foie. Ce procédé a aussi été utilisé au niveau de muscles squelettiques de membres.

Le problème avec cette approche est qu'elle nécessite l'injection d'un très grand volume de fluide, ce qui dilue énormément le principe actif et n'est pas dénué de toxicité. Par ailleurs, seules des cellules hépatiques et, dans une moindre mesure, des cellules musculaires ont été perméabilisées par cette approche.

Présentation de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Plusieurs systèmes sont proposés. Ils permettent d'injecter une solution de principe actif dans tous les tissus et en particulier dans le muscle, dans les tumeurs, dans les articulations, dans l'ceil ou dans la vessie d'un animal ou humain vivant ou non, ou dans tout autre volume limité par une membrane.

Par principe actif, on entend toute molécule ayant un effet bénéfique ou à des fins d'analyse. L'analyse peut consister en de l'imagerie, fonctionnelle ou non. En particulier, on entend comme principe actif des macromolécules de type peptide ou acide nucléique. Parmi les acides nucléiques, les plasmides ou les brins d'ADN ou d'ARN linéaires produits par synthèse sont une forme préférée. L'invention concerne aussi tout acide nucléique, toute protéine, tout sucre ou tout autre molécule biologique modifiée génétiquement ou chimiquement, ou encore toute molécule entièrement synthétique, fabriquée selon les procédés de l'homme de l'art.

Pour l'administration électriquement assistée, la demanderesse en propose deux exemplifications.

L'invention portant sur une forme préférée d'administration assistée par champs 35 électriques est représentée en figure 2. Le système comporte deux électrodes (10) et une ou plusieurs aiguilles d'injection (11) situées entre ces deux électrodes. 10

L'intersection des pièces (électrodes et aiguilles d'injection) avec un plan forme grossièrement une droite. L'aiguille d'injection ou la pluralité d'aiguilles et les deux électrodes sont serties dans un disque de sertissage (12), et qui permet le maintien dans une géométrie définie. L'ensemble des aiguilles d'injection, des électrodes et du disque de sertissage est appelé par la demanderesse pièce d'injection (2).

Cette pièce d'injection est caractérisée, dans une forme préférée de l'invention, par un parallélisme exact ou approximatif entre les deux électrodes et la ou les aiguilles d'injection. Elle est à usage unique dans une forme préférée de l'invention.

Une pièce supplémentaire résulte de l'assemblage de deux demi-cylindres (3,4) formant un bras faisant office de boîtier. Ce boîtier permet la prise en main pour l'injection et la liaison à un générateur d'impulsion électriques. Dans une forme préférée de l'invention, il est réutilisable.

Comme indiqué sur la figure 2 par la représentation schématique de la zone de diffusion du principe actif (36), l'une des caractéristiques de l'invention est de positionner le principe actif de manière optimale, dans la zone de champs électriques maximale. Ceci assure donc les meilleures conditions de pénétration intracellulaire du principe actif, et représente donc une amélioration significative.

L'invention porte aussi sur une seconde forme préférée d'administration assistée de champs électriques, qui est représentée en figure 3. L'invention proposée par la demanderesse contient trois électrodes alignées, dont l'électrode centrale (11) est utilisée pour l'injection du principe actif. Une ou plusieurs séries d'impulsions électriques sont données, l'électrode centrale étant de signe opposé aux deux autres Ce système possède les caractéristiques optimales pour administrer des champs électriques élevés avec un faible voltage, puisque la distance entre les électrodes est minimale, et que le champ électrique résulte du rapport de la différence de potentiel entre les électrodes (voltage), divisée par la distance entre les électrodes. Ceci représente une amélioration par rapport à l'inconvénient de toxicité observé dans l'état de l'art.

L'intersection des pièces (électrodes et aiguille d'injection) avec un plan forme approximativement ou exactement une droite. Les électrodes sont serties dans un disque de sertissage (12), et qui permet le maintien dans une géométrie définie.

L'ensemble des aiguilles et électrodes et du disque de sertissage est appelé par la demanderesse pièce d'injection (2).

Cette pièce d'injection est caractérisée, dans une forme préférée de l'invention, par un parallélisme exact ou approximatif entre les deux électrodes et la ou les aiguilles d'injection. Cette pièce d'injection est à usage unique dans une forme préférée de l'invention.

Une pièce supplémentaire résulte de l'assemblage de deux demi-cylindres ou formes équivalentes (3,4) formant un bras faisant office de boîtier. Ce boîtier permet la prise en main pour l'injection et la liaison à un générateur d'impulsion électriques. Dans une forme préférée de l'invention, il est réutilisable. Les demi cylindres ou formes équivalentes sont reliés entre eux par une charnière construite selon les règles de l'homme de l'art, par exemple une charnière métallique ou obtenue par rétrécissement de l'épaisseur du boîtier. Les deux demipièces du boîtier sont ensuite refermées en utilisant un bouton, ou un anneau recouvrant l'extérieur du boîtier, ou un clip, ou un anneau à pas de vis ou encore tout autre système conne de l'homme de l'art.

Comme indiqué sur la figure 3 par la représentation schématique de la zone de diffusion du principe actif, une des caractéristiques de l'invention est de positionner le principe actif dans une zone de champs électriques favorable. Ceci assure donc les meilleures conditions de pénétration intracellulaire du principe actif, et représente donc une amélioration significative de l'état de l'art.

Dans une forme préférée de l'invention, un dispositif permet l'injection du principe actif par l'électrode-aiguille centrale à une profondeur intermédiaire dans le tissu. Ceci peut être contrôlé par un bouton amovible, ou par une cale que l'on retire, ou encore par tout autre technique familière à l'homme de l'art. Les trois électrodes sont ensuite enfoncées plus profondément dans le tissu. Les champs électriques sont alors délivrés au moyen d'un générateur relié à l'appareil par toute technique familière à l'homme de l'art. Cette amélioration permet d'injecter le principe actif dans une zone qui sera positionnée de manière optimale vis-à-vis du champ électrique engendré par les électrodes. En effet le principe actif se trouve approximativement dans la zone ou les lignes de champ sont linéaires entre les deux électrodes et sont d'intensité maximale.

Les systèmes exposés en figures 2 et 3 présentent les avantages suivants: - Injection du principe actif dans la zone optimale des champs électriques maximaux délivrés par les électrodes. Ceci permet, pour une efficacité identique à celle des autres systèmes, d'utiliser des impulsions électriques de moins grande intensité ou de durée inférieure, ce qui diminue la toxicité et la durée de l'intervention.

- Temps de mise en oeuvre minimum par co-sertissage d'un couple d'électrodes et d'une aiguille d'injection. Ceci permet un geste opératoire rapide, comportant seulement trois étapes: insertion, injection, administration des impulsions. D'autre part, un système d'asservissement peut être conçu, associant l'injection du principe actif à une administration simultanée des impulsions électriques.

- Un système compatible avec les règles de la sécurité médicale, puisque l'ensemble électrode et aiguille d'injection, rassemblées dans la pièce d'injection, sont à usage unique, pour un coût de construction relativement faible.

- Une dimension réduite liée à l'utilisation d'au plus trois électrodes ou aiguilles d'injection, dans une forme préférée de l'invention.

L'invention porte aussi sur une troisième forme préférée d'administration assistée de champs électriques, qui est représentée en figure 4. Cette invention est adaptée au transfert de gène dans les articulations ou dans un organe circonscrit par une membrane, tel que la vessie.

Dans l'exemple de la figure 4, une coque conductrice d'impulsions électriques, qui peut, par exemple, prendre la forme d'une plaque courbe, recouvre l'articulation ou l'extérieur de l'organe. Elle constitue la première électrode reliée à l'une des bornes d'un générateur. Cette coque est en contact avec le tissu via l'utilisation d'un gel conducteur, tel que, par exemple, les gels utilisés pour les électrocardiogrammes.

Les autres électrodes consistent en une seule ou une pluralité d'aiguilles, toutes reliées à la seconde borne du générateur. Ces aiguilles traversent la coque conductrice tout en en étant isolées par des gaines isolantes entourant ces aiguilles ou serties sur la coque. Les champs électriques sont générés par différence de potentiel entre les aiguilles électrodes (53) et (54), et la plaque courbe conductrice. Le nombre d'aiguilles électrodes est variable (54). Dans une forme préférée, ces aiguilles électrodes peuvent aussi être creuses et être utilisées pour l'injection du principe actif. Le dispositif présenté permet d'augmenter le volume traversé par champs électriques au voisinage de la membrane de l'articulation ou de la membrane définissant l'organe, comme cela est représenté sur la Figure 4 par les lignes de champ.

Dans l'exemple des appareils des figures 2, 3 et 4, les électrodes sont reliées électriquement à un générateur d'impulsions électriques en utilisant les techniques de l'homme de l'art, telles que pince, ciseau, etc. Dans un mode préféré de l'invention des figures 2 et 3, le contact électrique entre les électrodes et un câble connecté au générateur s'obtient par un système d'une ou deux lames métalliques qui sont pressées contre la partie conductrice des électrodes au moment de la fermeture du boîtier.

L'invention porte aussi sur une forme préférée d'administration assistée par pression hydrostatique ou hydrodynamique, caractérisée par l'insertion de une ou de plusieurs aiguilles dans un volume limité par une membrane. Le volume biologique concerné est par exemple, de façon non limitante, une articulation, l'oeil ou la vessie.

Cette aiguille ou cet ensemble de plusieurs aiguilles sont associés à un système permettant d'injecter rapidement, en un temps contrôlé allant d'une fraction de seconde à plusieurs minutes, un volume important de liquide. Ceci permet de créer une pression hydrodynamique et hydrostatique dans la zone circonscrite par la paroi membranaire. Cette paroi est, dans le cas de l'articulation, la membrane synoviale. Dans le cas du vitré de l'oeil, il s'agit de la rétine, de choroïdes et du cristallin. Dans le cas de la vessie, il s'agit de l'épithélium vésical.

Un exemple concernant les articulations est donné dans la figure 5. Un système comportant un réseau d'aiguilles est plaqué contre l'articulation, de manière à ce que les aiguilles pénètrent dans la zone synoviale sans léser le tissu cartilagineux ni osseux. Ce réseau d'aiguille, pouvant ne contenir qu'une seule aiguille, est relié à un réservoir d'injection, de type seringue ou tout autre réservoir connu de l'homme de l'art, tel qu'un compartiment compressible.

Dans une forme préférée d'administration assistée par pression, plusieurs seringues sont utilisées, de façon à injecter simultanément et sous pression un grand volume de principe actif dans de multiples zones de l'articulation. Dans ce cas, un réservoir intermédiaire permet de relier le réservoir contenant initialement le principe actif à la multiplicité des aiguilles. Dans une forme préférée, les aiguilles d'injection sont serties dans une pièce permettant le maintien dans une géométrie définie. Une pièce supplémentaire, un corps , permet la prise en main pour le raccord au réservoir contenant le principe actif et pour le mode opératoire sur le patient.

Comme indiqué sur la figure 5, par la représentation schématique de la zone de diffusion du principe actif, une des caractéristiques de l'invention est de positionner le principe actif dans une zone favorable et diffuse au sein de la zone à traiter. Ceci assure donc les meilleures conditions de pénétration intracellulaire du principe actif après mise en oeuvre de la force de pression hydrostatique ou hydrodynamique, et représente donc une amélioration significative de l'état de l'art.

Une autre forme préférée de l'invention est caractérisée par l'utilisation conjointe des forces de pression et des champs électriques. Pour cela, un appareil tel que celui présenté en Figures 2 et 3 est doté d'un piston actionné électriquement ou mécaniquement. Ce piston injecte le principe actif sous pression, pendant ou avant l'administration de champs électriques. Un exemple d'appareil est illustré en figure 17 et 18.

Une autre forme préférée de l'invention concerne des volumes de tissu délimités par une membrane, telles que l'articulation ou la vessie. L'invention est caractérisée par l'utilisation de l'appareil représenté en figure 5, représentant la mise en jeu de forces de pression, et, de manière simultanée ou consécutive, de la technique d'électroporation représentée dans la figure 4. Dans ce cas, les électrodes-aiguilles utilisées sont aussi utilisées pour l'injection sous pression du principe actif. Elles sont connectées à un réservoir unique permettant l'injection simultanée d'un large volume de principe actif dans la zone de tissu concerné. Ces électrodes sont, par ailleurs, connectées à une même borne d'un générateur d'impulsion. La seconde borne du générateur est reliée à la coque conductrice en contact avec le volume de tissu. Ce dispositif présente l'avantage de combiner deux techniques physiques d'administration de principes actifs, et par la même d'aboutir a un effet synergique conduisant à une efficacité maximale.

Brève description des figures

La figure 1 schématise la localisation du principe actif dans les procédés d'électroporation ou d'électrotransfert connus de l'homme de l'art. Le principe actif n'est pas localisé de façon optimale dans les zones de champ électrique maximal engendré par les électrodes 15 20 25 La figure 2 représente le boîtier ouvert du dispositif de l'invention, pour un dispositif à deux électrodes et à une ou plusieurs aiguilles centrales d'injection, ainsi que la pièce d'injection.

La figure 3 représente le boîtier ouvert d'une variante du dispositif de l'invention, pour un dispositif à trois électrodes.

La figure 4 décrit un dispositif permettant l'électrotransfert ou l'électroporation dans une zone délimitée par une membrane, telle qu'une articulation ou la vessie. Le dispositif utilisant ici une coque courbe reliée à la borne + d'un générateur et trois électrodes aiguilles reliées à la borne du générateur, aiguilles aussi utilisées pour l'injection du principe actif.

La figure 5 décrit un dispositif permettant d' injecter simultanément et sous pression un grand volume de principe actif dans de multiples zones d'une articulation ou d'un organe délimité par une membrane, de façon à engendrer une pression conduisant à une meilleure diffusion tissulaire et internalisation cellulaire du principe actif.

La figure 6 représente le boîtier ouvert du dispositif des figures 3 et 4, en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes, avec le système d'injection posé à coté du boîtier.

La figure 7 représente une coupe du boîtier fermé du dispositif des figures 3 et 4 de l'invention, en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes.

La figure 8 représente le bas du boîtier ouvert du dispositif de l'invention avec la pièce d'injection placée dans son compartiment.

La figure 9 représente une coupe de la pièce d'injection du dispositif de la figure 2 de l'invention La figure 10 représente une coupe de la pièce d'injection à double aiguille d'injection du dispositif de la figure 2 de l'invention.

15 20 25 La figure 11 représente une coupe de la pièce d'injection à double électrode, en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif contenant une aiguille d'injection coulissante.

La figure 12 décrit le mouvement de pose de la pièce d'injection dans le boîtier d'injection, en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes.

La figure 13 représente l'acte de fermeture du boîtier, en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes La figure 14 représente l'acte de pose du système de verrouillage du boîtier d'une variante du dispositif de l'invention, pour un dispositif à trois électrodes.

La figure 15 représente l'acte de verrouillage du boîtier et de la pose de la seringue dans le boîtier verrouillé en particulier pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes.

La figure 16 représente l'acte d'injection du principe actif dans le tissu et le déclenchement de l'électrotransfert en particulier pour une variantedu dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes. . La figure 17 représente l'injection de principe actif à vitesse constante et sous pression dans un tissu avec une simple seringue, pour une variante du dispositif de l'invention avec une aiguille d'injection.

La figure 18 représente l'utilisation d'un dispositif d'injection de principe actif à vitesse constante et sous pression dans un tissu, pour une variante du dispositif de l'invention de la Figure 3 composée d'un dispositif à trois électrodes.

La figure 19 représente le bas du boîtier ouvert, avec la pièce d'injection placée dans son compartiment, pour une variante du dispositif de l'invention composée d'un dispositif à trois électrodes.

La figure 20 montre l'emplacement des électrodes du dispositif de l'invention de la Figure 3, comportant quatre électrodes externes et une aiguille-électrode interne.

- 13 - Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La demanderesse décrit maintenant des exemples de formes préférées de l'invention. D'autres exemples analogues peuvent être obtenus par toutes les techniques de l'homme de l'art conduisant à un fonctionnement et une mise en oeuvre identique dans le principe présenté plus haut.

Le système d'injection, décrit en figure 2, est composé de 2 pièces: La première pièce, appelée boîtier ", est composée de deux demi-cylindres (3) et (4) reliés par une charnière. La deuxième pièce (2), appelée "pièce d'injection" est composée d'un ou de deux disques de sertissage traversés par une aiguille d'injection faisant éventuellement aussi office d'électrode, et plusieurs aiguilles électrodes.

Le boîtier sert d'habitacle pour la pièce d'injection. Il sert aussi de connexion électrique avec les bornes électriques de la pièce d'injection (2) et les fils électriques (7) reliés au générateur électrique (21) pour l'électrotransfert. Le boîtier sert aussi d'habitacle pour la seringue (1) contenant le principe actif (36) (solution biologique ou chimique) à injecter entre les deux électrodes externes de la pièce d'injection (2). La figure 2 montre le dispositif assemblé, la figure 6 montre les deux pièces principales (3 et 4) composant le dispositif avec la pièce d'injection (2) a l'extérieur de son habitacle.

Le boîtier est composé de 2 demi-cylindres ou formes équivalentes conduisant au même résultat (3 et 4), reliés l'un à l'autre par une charnière. Dans une forme préférée de l'invention, l'épaisseur de chaque demi-cylindre (3 et 4) doit être suffisante pour assurer la rigidité de l'ensemble, et se situe à titre d'exemple non limitatif entre 0,1 et 20 mm. Dans une forme préférée de l'invention, le diamètre des demicylindres se situe à titre d'exemple non limitatif entre 3 et 100 mm. Ces deux demi-cylindres pivotent autour de la charnière pour former, une fois plaqués l'un contre l'autre, une forme cylindrique ou équivalente, la caractéristique essentielle étant que cette forme soit aisément manipulable et assure l'isolation du manipulateur vis-à-vis des champs électriques, comme le montre la figure 7.

La figure 8 représente la partie inférieure de chaque demi cylindre (3 et 4) disposant de formes géométriques permettant de fixer la pièce d'injection (2), et l'empêchant ainsi de se déplacer en translation dans son axe. Ce dispositif peut par - 14 - exemple être formé par une encoche circulaire (9), creusée dans les demi- cylindres (3 et 4). Le boîtier propose un contact électrique entre chaque aiguille électrodes et les fils électriques de contact (7) avec le générateur d'impulsion pour électrotransfert (21). Un des deux demi- cylindres (3) dispose de formes (8) sur lesquelles est fixé le dispositif de contact électrique avec les aiguilles-électrodes (10). Une ou chaque forme (8) de ce demi cylindre supportera une pièce métallique de contact électrique (42) avec les aiguilles électrodes (10) de la pièce d'injection, pouvant être plate ou courbe afin d'épouser la forme de l'aiguille, et pouvant être rigide ou flexible.

Dans une forme préférée de l'invention, chaque pièce de contact est constituée d'une lamelle métallique courbe. Ainsi, lors de la fermeture du boîtier (1), chaque électrode (10) est comprimée entre la lamelle métallique (42) et la forme opposée (8)se situant dans le demi-cylindre (4) correspondant, afin d'améliorer le contact électrique. Tout autre système pour améliorer le contact (par exemple utiliser un ressort, fixer sur la lame courbe un demi-cylindre métallique épousant la forme de la pointe) peut être utilisé. Ces lamelles (42) sont fixées à leur forme (40) respective, et reliées aux fils électriques (7), permettant ainsi le branchement avec le générateur d'impulsion électrique pour électrotransfert (21). Dans une variante du dispositif, l'interrupteur déclenchant les impulsions électriques peut être fixé sur le boîtier, afin de faciliter l'acte de l'opérateur et de diminuer sa durée.

Un fermoir (35), par exemple un crochet ou un clip, permet de maintenir le boîtier fermé.

La pièce d'injection (2) peut disposer d'un couvercle protecteur (5) comme pour les seringues classiques. La pièce d'injection (2) est stérile et peut être jetable.

La figure 9 représente un agrandissement de la pièce d'injection pour un dispositif à 2 électrodes. Les deux pointes électrodes externes (10) et l'aiguille d'injection (11), se trouvent placées exactement à distance égale entre les 2 électrodes. Un disque d'isolement (41) permet de protéger le boîtier (1) de tout contact direct avec la peau et du sang du sujet. Les pointes électrodes peuvent être pleines ou creuses, et leur forme dans leur partie supérieure peut être adaptée pour réaliser le meilleur contact électrique avec les contacts métalliques (présentées dans la figure 8, (42)) correspondant du boîtier. L'aiguille d'injection (11) est moins profonde que les deux aiguilles électrodes externes (10), afin que le principe actif injecté soit bien réparti entre les deux électrodes. 15 20

- 15 - Dans une forme préférée de l'invention, un film isolant électrique (15), par exemple mais de manière non restrictive un film de téflon, peut être appliqué sur quelques mm, sous le disque de sertissage (12) fixant les aiguilles, sur les aiguilles électrodes, voire l'aiguille centrale, afin d'éviter que les champs électriques ne se propagent juste sous la peau du sujet.

Dans une variante de l'invention présentée en figure 3 et figure 19, l'aiguille d'injection (11) sert d'électrode, les deux pointes électrodes externes (10) étant parcourues pendant l'electrotransfert avec une polarité inverse par rapport à l'aiguille d'injection (11). Ceci aura notamment pour avantage de diminuer de moitié la distance entre deux électrodes de polarité inverse, et donc de nécessiter un moindre voltage pour obtenir un même ratio de volt/cm au cours de l'electrotransfert. Ceci a pour effet de rendre, pour une valeur donnée du champ électrique en volt/cm, nécessaire l'emploi d'une tension plus faible et donc un acte moins douloureux pour le patient et moins destructeur pour les cellules traversées par les champs électriques. Dans cette variante, l'aiguille électrode centrale a la même profondeur que les aiguilles externes, afin d'obtenir un effet d'électrotransfert optimum. Dans une variante de l'invention, le nombre d'aiguilles électrodes externes (10) peut être supérieur à deux, et sans limitation. Elles devront entourer l'aiguille centrale selon un cercle. La figure 20 montre, vu de haut, un dispositif à 4 aiguilles électrodes externes (10) avec l'aiguille électrode d'injection centrale (11). Le système de connexion électrique au générateur pour l'aiguille d'injection (11) peut être le identique à celui utilisé pour les aiguilles électrodes externes (10). Une fente est incrustée dans le boîtier afin de recevoir un disque de sertissage isolant électriquement (41) , faisant partie de la pièce d'injection (2) afin d'isoler les pôles électriques inférieurs en cas de dispersion accidentelle de liquide pendant l'acte.

Afin d'améliorer la répartition du principe actif entre les deux aiguilles, un système de double aiguille (présenté en figure 10), voir de triple aiguille, se terminant à des profondeurs différentes, peut être mise en oeuvre. Dans le même objectif, une aiguille d'injection avec plusieurs orifices sur ses parois latérales pourrait être utilisée. Dans le même objectif, présenté en figure 11, un système d'injection avec aiguille centrale coulissante permet d'injecter le principe actif à deux profondeurs distinctes. La tige centrale (16), couplée avec un système de butée dans le boîtier (3 et 4), permet de déplacer l'aiguille centrale dans le sens de son axe (19).

- 16 - Les aiguilles d'injection et aiguilles-électrodes d'injection (11) et les aiguilles électrodes externes (10) sont composées de matériaux métalliques inoxydables de qualité médicale. Les aiguilles électrodes externes (10) peuvent être pleines ou creuses. Ainsi, des aiguilles de seringues courantes dont on a prélevé la partie supérieure à la hauteur requise peuvent être utilisées. Les contacts électriques (42) du boîtier sont composés de matériaux métalliques inoxydables. Il n'y a pas de spécification particulière pour les câbles électriques et bornes de connexion à l'injecteur. Tous les autres composants sont composés de matière plastique, de résine ou de tous matériaux non-conducteur d'électricité, et pouvant supporter les températures des appareils de stérilisation. Le film chargé d'isoler électriquement une partie des électrodes et aiguilles électrodes est suffisamment fin de façon à ne pas freiner la pénétration des aiguilles, et peut être composé par exemple de Téflon.

Un exemple d'utilisation du dispositif de l'invention, dans une variante à trois aiguilles électrodes est donné ici. Cet exemple est illustré par les figures 12 à 15. L'opérateur pose le disque de sertissage dans l'emplacement réservé à cet effet du boîtier ouvert, puis referme le boîtier. L'opérateur verrouille le boîtier à l'aide du cylindre de verrouillage (22) et insère la butée (20) ou tout autre système permettant d'empêcher le mouvement du cylindre selon l'axe du dispositif. Les pièces 20 et 22 permettent de réaliser de manière précise l'injection du principe actif (36) entre les 2 électrodes externes (10). L'opérateur insère ensuite la seringue (1) contenant le principe actif dans le boîtier, branche les bornes électriques (7) au générateur d'impulsions électriques (21), retire le capuchon protecteur des aiguilles (5), et plante le dispositif dans le tissu du patient (50), selon les pratiques et gestes médicaux habituellement en pratique pour planter une aiguille munie d'une seringue.

Afin que l'aiguille électrode centrale (11) se trouve au sein du principe actif injecté (36), le principe actif pourra être injecté quand l'aiguille centrale est partiellement enfoncée dans les tissus, mais cela n'est pas nécessaire dans le cas d'une administration assistée par pression hydrostatique. Le cylindre de verrouillage (22) et son système de butée (20) permettent de bloquer l'enfoncement des aiguilles dans le tissu. Une fois l'injection terminée, la butée (20) est enlevée, le dispositif peut être enfoncé jusqu'à la garde dans le tissu du patient, puis les impulsions électriques sont délivrées.

Dans le même objectif de répartir le principe actif (36) autour de l'aiguille électrode centrale (11), une aiguille d'injection bouchée à son extrémité se trouvant dans le tissu, et perforé dans ses parois latérales de petits orifices permettrait de répandre le principe - 17 - actif (36) autour de l'aiguille. Ceci présente l'avantage d'éviter de réaliser l'acte de pénétration de la pièce d'injection dans les tissus du patient en deux temps.

Après l'électrotransfert, l'opérateur retire le boîtier (3 et 4) et la pièce d'injection accrochée (2) et jette les consommables (seringue (1), pièce d'injection (2) et son capuchon protecteur (5), cylindre de verrouillage (20, 22)).

La figure 17 illustre un exemple de réalisation d'une variante du dispositif d'injection de principe actif à vitesse constante et sous pression dans un tissu, dans une forme préférée de l'invention. Le système est composé d'une coque (23) contenant un moteur électrique (27), qui, dans une forme préférée de l'invention peut se retrouver à son sommet. Cette coque (23) servira aussi de réceptacle à la seringue (1) et à l'aiguille d'injection du principe actif (29). Le moteur électrique fait pivoter une tige filetée (25) qui entraîne le mouvement (28) d'un bloc cylindrique (24) qui ne peut pivoter (en étant par exemple bloqué par une rainure). Ce bloc cylindrique (24) pousse le piston de la seringue (26) en supportant la pression liée à l'injection du principe actif. La figure 18 illustre le même principe, mais couplé au dispositif d'électrotransfert de l'invention dans sa variante à trois électrodes dans cet exemple. Pendant ou après l'injection, l'électrotransfert est déclenché. D'autres exemples analogues peuvent être obtenus par toutes les techniques de l'homme de l'art conduisant à un fonctionnement et une mise en oeuvre identiques dans le principe présenté plus haut.

La figure 4 décrit une variante du dispositif de l'invention adapté à un procédé d'electrotransfert dans un volume défini par une membrane, comme par exemple une articulation. L'électrotransfert peut être délivré suite à une injection de principe actif entraînant un effet de pression hydrostatique, l'objectif principal étant d'entraîner une forte pénétration du principe actif dans la membrane cellulaire (52) entourant le tissu (55) dans lequel le principe actif est injecté. Le principe actif est introduit sous pression au travers des aiguilles électrode d'injection (56). Du fait de la pression hydrostatique ou hydrodynamique, le principe actif pénètre dans la membrane (52), et peut aussi pénétrer au sein des cellules. Si le taux de concentration obtenu du principe actif dans les cellules de la membrane n'est pas suffisant, ce taux peut être augmenté par électrotransfert, le dispositif présenté permettant d'augmenter le surface traversée par champs électriques, celle-ci étant circulaire autour des aiguilles électrodes (trois dans cet exemple). Les champs électriques sont générés par différence de potentiel entre les aiguilles électrodes (54 et 56), et la plaque courbe conductrice (51). Cette plaque est en contact avec le tissu via l'utilisation d'un gel conducteur (57). Le nombre -1s- d'aiguilles électrodes (54 et 56) est variable. Ces aiguilles électrodes peuvent aussi être des aiguilles d'injection. Un film isolant électriquement (50) recouvre l'extérieur de la plaque conductrice (51). Un film isolant électriquement (53) isole une partie des aiguillesélectrodes (54 et 56) de la plaque conductrice (51) et de la membrane traversée (52).

Application industrielle de l'invention Les applications industrielles de l'administration de nucléotides assistée par champs électriques ou par pression hydrostatique sont multiples. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'administration de médicaments, en particulier médicaments à base d'ADN, en médecine humaine et vétérinaire.

Les applications thérapeutiques chez l'homme ou l'animal concernent, en particulier mais de façon bien évidemment non exhaustive, le traitement des tumeurs et la production de protéines sanguines.

La production de protéines dans le sang concerne le traitement de l'hémophilie, les troubles de la croissance, les myopathies, les maladies lysosomiales et métaboliques en général, l'insuffisance rénale chronique et la beta-thalassémie par la production endogène d'érythropoïétine. D'autres champs d'application concernent la néoangiogénèse, l'athérosclérose, en utilisant l'effet protecteur de cytokines telles que l'IL-10, la vaccination, l'utilisation d'oligonucléotides antisens, ou encore la prévention de la neuropathie périphérique induite par le cisplatine, par électrotransfert d'un plasmide codant pour une neurotrophine. Un accent particulier est mis actuellement sur l'utilisation dans la polyarthrite rhumatoïde articulaire ou dans des pathologies inflammatoires de l'oeil, en utilisant l'effet protecteur de l'IL-10, d'anti-TNF ou d'autres cytokines. L'utilisation de facteurs de croissance est aussi riche de potentiel dans des maladies neurodégénératives ou dégénératives de l'articulation (arthrose) ou de l'oeil (cécité).

En outre, sont aussi concernées toutes les pathologies pouvant bénéficier de l'expression locale d'une protéine sécrétée, comme par exemple une protéine anti-inflammatoire secrétée dans l'articulation pour le traitement de l'arthrite, ou une protéine anti-angiogénique pour le traitement du cancer ou des troubles de la macula. De même, la production dans une articulation dans facteur de croissance peut être envisagée pour - 19 - le traitement de l'arthrose. L'utilisation de protéines angiogéniques sécrétées localement pour le traitement de l'artérite périphérique est aussi envisageable.

II faut aussi mentionner les applications thérapeutiques pour lesquelles l'expression intracellulaire d'une protéine est nécessaire, comme de nombreuses maladies neuromusculaires(myopathie), les tumeurs, etc..

Dispositif délivrant une pression pour administrer un principe actif dans un tissu biologique ou une cavité circonscrits par une membrane chez l'homme ou l'animal, caractérisé en ce qu'il comporte de 1 à 100 aiguilles en contact avec un réservoir commun de façon à injecter simultanément et sous pression un grand volume de principe actif dans de multiples zones du tissu en agissant par pression sur le réservoir.

Annexe

LISTE DES BREVETS PERTINENTS

Günter A. Hofmann. Injection and electroporation apparatus for drug and gene delivery. US Patent, Patent number 5,273,525 (Dec. 28, 1993).

Günter A. Hofmann. Applicator for the electroporation of drugs and genes into surface cells. US Patent, Patent number 5,318,514 (Jun. 7, 1994).

Günter A. Hofmann; Sukhendu B. DEV; Steven C. Dimmer; Jeffrey I. Levatter; Gurvinder S. NANDA. Apparatus for addressing needle array electrodes for electroporation therapy. US Patent, Patent number 6,055,453 (Apr. 25, 2000).

Jacob Mathiesen. Method for genetic immunization. Brevet US Patent number 25 6,610, 044 B2 (Aug. 26, 2003).

Robert Bernard. Electrodes and electrode arrays. PCT/US98/08183 (Apr. 28, 1998) ; International Publication number WO 98/47562 (Oct. 29, 1998).

Allan Wesyersten; Ruxandra Draghia-Akli; Robert H. Carpenter; Douglas R. Kern; William R. Wilkinson. Electrode assembly for constant-current electroporation and use. PCT/US03/06833 (March 6, 2003) ; International Publication number WO 03/076006 (Sept. 18, 2003).

Réferences pertinentes Bachy, M., Boudet, F., Bureau, M., Girerd-Chambaz, Y., Wils, P., Scherman, D., Meric, C. - Electric pulses increase the immunogenecity of an influenza DNA vaccine injected intramuscularly in the mouse. Vacinnology 2000. Vaccine 2001 Feb 8 19:13-14 10 15 35 1688-93 Bettan M., Ivanov M., Mir L., Boissière F., Delaere P. and Scherman D. Efficient DNA electrotransfer into tumours. Bioelectrochemistry, 52, 8390, 2000.

Bettan M, Emmanuel F, Darteil R, Caillaud JM, Soubrier F, Delaere P, Branelec D, Mahfoudi A, Duverger N, Scherman D - High-Ievel protein secretion into blood circulation after electric pulse-mediated gene transfer into skeletal muscle - Mol Ther, 2:204-10, 2001.

Bureau M.F., J. Gehl, V. Deleuze, L.M. Mir, And D. Scherman. - Importance of association between permeabilization and electrophoretic forces for intramuscular DNA electrotransfer. Biochim. et Biophys. Acta General Subjects, 2000, 1474, 353-359.

Celiker MY, Wang M, Atsidaftos E, Liu X, Jiang Y, Valderrama E, Goldberg ID, Shi YE - Inhibition of Wilms' tumor growth by intramuscular administration of tissue inhibitor of metalloproreiases-4 plasmid DNA. Oncogene, 20:4337-4343, 2001.

Draghia Akli R, Fiorotto ML, Hill LA, Malone PB, Deaver DR, Schwartz RJ 20 Myogenic expression of an injectable protease-resistant growth hormonereleasing hormone augments long-term growth in pigs - Nat Biotechnol 17: 1179-83, 1999.

Faria M., Spiller D.G., Dubertret C., Nelson J.S. , White M.R.H., Scherman D., Hélène C., Giovannangeli C. - Phosphoramidate oligonucleotides as potent antisense 25 molecules in cells and in vivo. Nature Biotech, 2001, 19, 40-44.

Heller, L., Pottinger, C., Jaroszeski, M. J., Gilbert, R., Heller, R. - ln vivo elctroporation of plasmids encoding GM-CSF or interleukin-2 into existing B 16 melanomas combined with electrochemotherapy induces longterm antitumour immunity - Melanoma Research, 10, 577-583, 2000.

Heller R., Jaroszeski M., Atkin A., Moradpour D., Gilbert R., Wands J. and Nicolau C. - ln vivo gene electroinjection and expression in rat liver. FEBS Letters, 389, 225-228, 1996.

Kishida T, Asada H, Satoh E, Anaka S, Shinya M, Hirai H, Iwai M, Tahara H, Imanishi J, Mazda 0 - ln vivo electroporation-mediated transfer of interleukin-12 and - 20 - 2872055 - 21 - interleukin-18 genes induces significant antitumor effects against melanoma in mice - Gene Ther, 8:1234-1240, 2001.

Kreiss P, Bettan M, Crouzet J, Scherman D - Erythropoietin secretion and physiological effect in mouse after intramuscular plasmid DNA electrotransfer - J Gene Med, 1:245-50, 1999.

Leroy P., Bureau M., And Scherman D. - Thérapie génique et électrotransfert de l'ADN. Le technoscope de Biofutur, cahier n 132, Biofutur n 210, avril 2001.

Li, Zhang, X., Xia, X., Zhou, L., Breau, R., Suen, J., Hanna, E. Intramuscular electroporation delivery of IFN-alpha gene therapy for inhibition of tumor growth located at a distant site. Gene Ther, 8, 400407, 2001.

Li S, Xia X, Zhang X, Suen J - Regression of tumors by IFN-gamma electroporation gene therapy and analyss of the responsible genes by cDNA array. Gene Ther, 9:390-397, 2002.

Mallat Z., Besnard S., Duriez M., Deleuze V., Emmanuel F., Bureau M. F., Soubrier F., Esposito B., Duez H., Fievet C., Staels B., Duverger N., Scherman D.,Tedgui A. - Protective role of interleukin-10 in atherosclerosis. Circulation Research, 1999, 85October 15, 1-8.

Martin J. B., Young, J. L., Benoit, J. N., Dean, D. A. (2000). "Gene transfer to intact mesenteric arteries by electroporation." J. Vasc. Res 37: 372-380 Mathiesen, I. - Electropermeabilization of skeletal muscle enhance gene transfer in vivo. - Gene Ther. 6, 508-514, 1999.

Mir L., Bureau M. F., Rangara R., Schwartz B. and Scherman D. - Long-term, high level in vivo gene expression after electric pulse-mediated gene transfer into skeletal muscle. - Compte-Rendu de l'Académie des sciences, Sciences de la vie I Life Sciences, 321, 893-899, 1998.

Mir L., Bureau M., Gehl J., Rangara R., Rouy D., Caillaud J-M., Delaere P. , Branellec D., Schwartz B. Et Scherman D. - High efficiency gene transfer into skeletal muscle mediated by electric pulses. Proc. Nat/ Acad. Sci. USA, 1999, 96, 4262-4267.

2872055 - 22 - Neumann E., Schaefer-Ridder M., Wand Y. and Hofschneider P. - Gene transfer into mouse lyoma cells by electroporation in high electric fields. - The EMBO Journal, 1, 841-845, 1982.

Poiler, H. Electroporation in biology: Methods, applications, and instrumentation. - Anal Biochem 174, 361-373, 1988.

Oshima, Y., Sakamoto, T., Yamanaka, I., Nishi, T., Ishibashi, T., Inomata, H. - Targeted gene transfer to corneal endothelium in vivo by electric pulse. - Gene. Ther. 5: 1347-1354, 1998.

Saito T, Nakatsuji N: Efficient gene transfer into the embryonic mouse brain using in vivo electroporation. Dev Biot, 240:237-246, 2001.

Payen E., Bettan M., Rouyer-Fessard P., Beuzard Y. Et Scherman D. Improvement of mouse beta-thalassemia by electrotransfer of erythropoietin cDNA. Exp. Hematology, 2001, 29, 295-300.

Pradat P. F., Finiels F., Kennel P., Naimi S., Orsini C., Delaere P., Revah F., Mallet J. - Partial prevention of cisplatin-induced neuropathy by electroporation-mediated nonviral gene transfer. Human Gene Therapy, 2001 March, 12, 367-375.

Rizzuto G, Cappelletti M, Maione D, Savino R, Lazzaro D, Costa P, Mathiesen I, Cortese R, Ciliberto G, Laufer R, La Monica N, Fattori E Efficient and reguiated erythropoietin production by naked DNA injection and muscle electroporation. - Proc Natl Acad Sci U S A 96: 6417-22, 1999.

Rois M., Delteil C., Golzio M., Dumond P., Cros S. and Tessie J. - In vivo electrically mediated protein and gene transfer in murine melanoma. Nature Biotechnology, 16, 168-171, 1998.

Saidenberg-Kermanach, N., Bessis, N., Deleuze, V., Bloquel, C., Bureau, M. F., Scherman, D., Boissier, M. C.. "Efficacy of interleukin-10 gene electrotransfer into skeletal muscle of mice with collagen-induced arthritis - Journal of Gene Medicine. 2002 in press.

Shibata MA, Morimoto J, Otsuki Y - Suppression of murine mammary carcinoma growth and metastasis by HSVtk/GCV gene therapy using in vivo electroporation - Cancer Gene Ther, 9:16-27, 2002.

- 23 - Scherman D., Bessodes M., Cameron B., Herscovici J., Hofland H., Pitard B. , Soubrier F., Wils P., Crouzet J. - Application of lipids and plasmids design for gene delivery to mammalian cells. Curr. Opin. Biotechnol., 1998, 9 (5), 480-485.

Slack A, Bovenzi V, Bigey P, lvanov MA, Ramchandani S, Bhattacharya S, tenOever B, Lamrihi B, Scherman D, Szyf M - Antisense MBD2 gene therapy inhibits tumorigenesis - J Gene Med, prepublished online 17 may, DOI 10. 1002/jgm.288, 2002.

Tamura T, Nishi T, Goto T, Takeshima H, Dev SB, Ushio Y, Sakata T Intratumoral delivery of interleukin 12 expression plasmids with in vivo electroporation is effective for colon and renal cancer. Human Gene Ther, 12:1265-1276, 2001 Titomirov A., Sukharev S. and Kristanova E. - In vivo electroporation and stable transformation of skin cells of newborn mice by plasmid DNA. - Biochimica et Biophysica Acta, 1088, 131-134, 1991.

Tupin, E., Poirier, B., Bureau, M. F., Khallou-Lashet, J., Vranckx, R, Caligiuri, G., Gaston, Anh-Thu., Duong Van Huyen, J. P., Scherman, D., Bariety, J., Michel, J. B., Nicoletti, A. Non viral gene transfer of murine spleen cells achieved by in vivo electroporation. Gen Ther in press, 2002.

Vicat, J. M., Boisseau, S., Jourde, P., Laine, M., Wion, D., BoualiBenazzouz, R. Benabib, A. L., and Berger, F. - Muscle transfection by electroporation with high voltage and short-pulse currents provide highlevel and long lasting gene expression. - Hum. Gene. Ther. 11, 909-916, 2000.

Vilquin J.T., P. Kennel, M. Paturneau-Jouas, P. Chapdelaine, N. Boissel, P. Delaère, J. Tremblay, D. Scherman, M. Fiszman And K. Schwartz. Electrotransfer of naked DNA in the skeletal muscles of animal models of muscular dystrophies. Gene Therapy, 2001, 8, 1097-1107.

Watanabe K, Nakazawa M, Fuse K, Hanawa H, Kodama M, Aizawa Y, Ohnuki T, Gejyo F, Maruyama H, Miyazaki JI - Protection against autoimmune myocarditis by gene transfer of interleukin-10 by electroporation Circulation, 104:1098-1100, 2001.

Widera, G., Austin, M., Rabussay, D., Goldbeck, C., Barnett, S. W., Chen, M., - 24 - Leung, L., Otten, G. R., Thudium, K., Selby, M. J. and Ulmer, J. B. - Increased DNA vaccine delivery and immunogenicity by electroporation in vivo. - J. Immunol 164: 4635-4640, 2000.

Xue F, Takahara T, Yata Y, Minemura M, Morioka CY, Takahara S, Yamato E, Dono K, Watanabe A - Attenuated acute liver injury in mice by naked hapatocyte growth factor gene transfer into skeletal muscle with electroporation - Gut, 50:558-562, 2002.

Yamashita Y, Shimada M, Tanaka S, Okamamoto M, Miyazaki J, Sugimachi K 10 Electroporation-mediated tumor necrosis factor-related apoptosisinducing ligand (TRAIL)/Apo2L gene therapy for hepatocellular carcinoma.Human Gene Ther, 13:275- 286, 2002.

20 25 30

Claims (7)

- 25 - Revendications

1 - Dispositif pour améliorer la pénétration de molécules de principe actif dans les cellules d'un tissu humain ou animal, notamment dans le cadre de la chimiothérapie ou de la thérapie génique, caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins deux électrodes - aiguilles (10) reliées à un générateur d'impulsions électriques générant un champ ou un courant électriques et, - une ou plusieurs aiguilles d'injection du principe actif (11) placées entre ces électrodes (10), et étant approximativement ou exactement alignées avec ces dernières et, - un moyen (1) de contenir et de délivrer un principe actif sous forme fluide.

2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois électrodes (10, 11), l'électrode centrale (11) étant de polarité différente des électrodes adjacentes (10) et étant utilisée comme aiguille d'injection du principe actif.

3 Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un piston (1) mû par un moteur (27) permettant de générer une pression hydrostatique ou hydrodynamique au moment ou après l'injection du principe actif, cette pression fournissant un moyen supplémentaire pour améliorer la pénétration du principe actif dans le tissu humain ou animal et les cellules de ce tissu.

4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs aiguilles d'injection en contact avec un réservoir commun, de façon à injecter simultanément un grand volume de principe actif dans de multiples zones du tissu en agissant par pression sur le réservoir.

Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs des électrodes-aiguilles sont creuses et sont aussi utilisées pour délivrer le principe actif.

6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système d'arrêt (20) qui permet l'injection du principe actif par les aiguilles d'injection à une profondeur intermédiaire du tissu pouvant être prédéfinie, les électrodes étant ensuite enfoncées plus profondément dans le tissu, à une à une profondeur intermédiaire du tissu pouvant être prédéfinie.

- 26 - 7 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs électrodes sont partiellement recouvertes d'un isolant électrique.

8 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs aiguilles d'injection sont partiellement recouvertes d'un isolant électrique (15).

9 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aiguilles d'injection et les électrodes sont rendues solidaires dans une pièce d'injection unique.

- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les aiguilles d'injection et les électrodes sont rendues solidaires par sertissage dans la pièce d'injection unique (2).

11 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce d'injection (2) est insérée dans un boîtier (3, 4) assurant la liaison électrique avec un générateur d'impulsion et facilitant l'utilisation du dispositif.

12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes sont mises en contact par le biais de lames métalliques (8) avec un câble (7) relié à un générateur de courant ou de potentiel électrique.

13 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes sont isolées électriquement du récipient contenant le principe actif.