USA

Robert Langer

Prix Balzan 2022 pour biomatériaux pour la nanomédecine et l’ingénierie tissulaire

Pour ses recherches pionnières sur les biopolymères et les biomatériaux, et leur synthèse, et pour avoir développé le domaine de la nanomédecine, avec notamment les avancées concernant les vaccins à ARNm et l’ingénierie tissulaire. Les découvertes révolutionnaires de Robert Langer ont ouvert la voie à des percées dans la libération contrôlée de macromolécules avec de nombreuses applications médicales.

Robert Langer a été le premier à découvrir les principes permettant l’utilisation de polymères pour la libération d’un large éventail de macromolécules, dont certaines ont un poids moléculaire de plusieurs millions. Ainsi, ses découvertes ont permis le développement de nouvelles technologies pour la libération lente de grandes molécules à des fins médicales et autres. Ses résultats expérimentaux allaient à l’encontre des idées reçues de la communauté scientifique de l’époque. Cependant, il est clair aujourd’hui que ses découvertes ont ouvert un domaine qui a largement et profondément influencéles traitements médicaux. Des centaines de millions de personnes dans le monde utilisent chaque année des médicaments à libération contrôlée, dont les ventes annuelles se chiffrent désormais en milliards de dollars. Les systèmes polymériques d’administration de médicaments, fondés en grande partie sur les découvertes de Robert Langer, ont permis des thérapies médicamenteuses qui n’auraient pas été possibles autrement et ont réduit les dépenses de santé en permettant l’administration précise de quantités infimes de médicaments sur des périodes prolongées tout en évitant les complications systémiques.

Les biopolymères et les biomatériaux ont joué un rôle important dans l’administration et l’utilisation efficaces des composés biologiques. Avant Robert Langer, les scientifiques utilisaient des matériaux « prêts à l’emploi » pour résoudre un problème biologique ou médical, même si ces matériaux n’étaient pas conçus pour cet usage. Par exemple, le même matériau utilisé pour les gaines de femmes était utilisé dans les cœurs artificiels en raison de ses propriétés mécaniques ; et les matériaux utilisés pour rembourrer les matelas étaient également utilisés pour les implants mammaires. Il a proposé une nouvelle approche, qui a fourni le premier cadre rationnel pour la conception de biomatériaux et de biopolymères à des fins spécifiques.

Robert Langer (et son collègue Joseph Vacanti) ont été les premiers à développer des systèmes de polymères synthétiques permettant aux cellules de former des structures tissulaires spécifiques, établissant ainsi le domaine de l’ingénierie tissulaire. Cette percée a également conduit à la conception d’une nouvelle peau artificielle qui est maintenant utilisée pour les patients souffrant de brûlures et d’ulcères cutanés. Des cartilages, des os, des cornées, des vaisseaux sanguins et des moelles épinières de remplacement ont tous été créés chez l’homme à l’aide de cette approche, qui pourrait éventuellement conduire à la création de pratiquement n’importe quel tissu ou organe du corps, ainsi que d’organes et de tissus spécifiques sur puce. Il a également découvert des moyens d’utiliser des petites molécules délivrées par des gels qui améliorent considérablement la croissance de certains types de cellules souches ; des molécules de ce type sont actuellement testées en clinique pour restaurer la perte d’audition. Dans une série de huit articles publiés dans la revue Nature, Robert Langer et son ancien boursier postdoctoral, Daniel Anderson, ont élucidé la base de la fibrose des biomatériaux et développé les premiers matériaux non fibrotiques qu’ils ont ensuite utilisés avec succès pour l’encapsulation des cellules.

Dans le domaine de la libération contrôlée des médicaments, il a proposé d’utiliser des polymères qui présentent une érosion de surface, une propriété qui peut protéger les molécules instables, tout en permettant la libération progressive des médicaments.

Robert Langer (et le regretté Judah Folkman) ont été les premiers à développer de minuscules particules pour protéger et délivrer les acides nucléiques   ̶  même si cela était considéré comme impossible à l’époque. Leur approche (qui a été améliorée par d’autres) constitue aujourd’hui la base de tous les vaccins à ARNm.

Il a mis au point les premières technologies d’administration de molécules de poids moléculaire élevé à l’aide de matériaux avancés, ce qui a donné naissance à de nombreux produits médicaux et non médicaux, notamment de nouveaux traitements contre le cancer, tels que Lupron Depot, Zoladex et Gliadel ; contre les maladies cardiaques, tels que les stents à élution de médicaments ; contre le diabète, tels que Bydureon. Dans un domaine très différent, il a développé des produits pour l’aquaculture qui favorisent le frai des poissons. Il a synthétisé les premières nanoparticules polymères à longue circulation, ouvrant ainsi la voie à la nanomédecine, et les premiers systèmes polymères-cellules tridimensionnels, qui constituent la base de l’ingénierie tissulaire. Cela a permis de créer une nouvelle peau, des vaisseaux sanguins, de réparer la moelle épinière, et aussi de réaliser des organes et des tissus sur puce.

Ses découvertes ont permis de surmonter la limite critique de nombreux nouveaux médicaments et traitements potentiels (ARNsi, ARNm, approches d’édition de gènes), y compris les vaccins corona, en facilitant leur acheminement vers des tissus humains spécifiques. Ses découvertes fondamentales et sa recherche de base sur le transport de macromolécules à l’intérieur de matériaux sur mesure et leur libération, ainsi que la synthèse de nouveaux matériaux de ce type, associées à d’innombrables applications également mises au point par Robert Langer, ont déjà amélioré la vie de milliards de personnes.

Robert Langer est la personne la plus citée dans les domaines de l’ingénierie et de la chimie de toute notre histoire et il fait partie du groupe des trois chercheurs les plus cités, tous domaines confondus. Il est l’auteur de plus de 1500 articles (dont plus de 200 sont publiés dans Nature, Science et PNAS). Il est l’inventeur de plus de 1000 brevets accordés et de plus de 500 brevets en attente, ce qui est le nombre le plus élevé de l’histoire de la médecine.

Il a été élu dans les quatre académies des États-Unis (the National Academy of Sciences, the National Academy of Engineering, the National Academy of Medicine, the National Academy of Inventors) et a reçu la National Medal of Science et la National Medal of Technology and Innovation aux États-Unis. Il a reçu de nombreux autres prix (plus de 220), dont le Queen Elizabeth Prize for Engineering et le Millennium Technology Prize. Il est titulaire de 40 doctorats honorifiques. Ses travaux ont été largement commercialisés : ses brevets ont fait l’objet d’une licence ou d’une sous-licence à plus de 300 entreprises et son laboratoire a donné naissance à environ 45 entreprises de biotechnologie, dont Moderna, où sa technologie d’administration médicaments a assuré un approvisionnement stable en ARNm pour une toute nouvelle catégorie de vaccins. Plusieurs de ses entreprises dérivées ont été cotées au NASDAQ et ont ensemble une capitalisation boursière de plusieurs milliards de dollars.

Dans un portrait publié dans Nature en 2009 et intitulé Being Bob Langer, on peut lire qu’« il a fondé le domaine de l’administration de médicaments à libération contrôlée et de l’ingénierie tissulaire ».