Encapsulation de principes actifs a but thérapeutique

 

Lorsque l’on utilise un médicament, il est logique de se dire qu’il ne va pas aller uniquement sur son lieu d’action mais se balader un peu partout dans le corps, pouvant générer des effets secondaires assez divers.

Dans le corps circulent de plus de nombreuses enzymes pouvant dégrader partiellement le médicament avant qu’il n’arrive sur son lieu d’action.

 

L’idée de préserver le principe actif en l’encapsulant dans un réservoir qui le protégerait des attaques extérieures tout en augmentant potentiellement sa sélectivité pour les cellules à traiter a fait du chemin dans la tête des chercheurs et de nombreuses améliorations ont déjà pu être apportées dans ce domaine.

 

Deux équipes ont récemment apporté leur contribution à l’encapsulation de principes actifs dans des nanoparticules.

 

Commençons avec les travaux de l’équipe de Xiaohu Gao. Ce dernier a pensé combiner deux systèmes classiquement utilisés : les liposomes (des vésicules formées par une bicouche lipidique) et les nanoparticules métalliques.

Il a emprisonné un médicament anticancéreux (la Doxorubicine) à l’intérieur d’un liposome. Le liposome se voit ensuite recouvert d’une couche de poly-L-histidine (un acide aminé polymérique) qui a la propriété de pouvoir complexer des ions métalliques.

Ainsi lorsque l’on ajoute des ions or Au3+, il se forme une nanoparticule d’or.

Le principe actif est donc emprisonné dans un liposome, lui-même protégé par une couche d’or ; La particule peut donc résister à de nombreuses agressions.

 

 

La question est ensuite de se demander s’il est possible de casser la nanoparticule pour libérer le principe actif sur son lieu d’action dans le corps.

Lorsque l’on irradie la nanoparticule d’or à l’aide d’un laser à lumière pulsée, on crée une surchauffe locale de la paroi métallique qui n’est alors plus étanche et libère le principe actif.

Il a de plus été montré qu’en variant la puissance d’irradiation laser, il était possible de faire varier la quantité de principe actif libéré (la puissance d’irradiation restant dans les limites tolérées par le corps humain).

 

Stabilité du nano-container. a) Relargage du colorant contenue dans un liposome seul, liposome recouvert de poly-histidine et de la nanoparticule d’or. b) Relargage du colorant lors de l’irradiation laser à différentes puissances.

 

 

L’équipe de Fenghua Meng et Zhiyuan Zhong ont préféré une approche un peu différente. Ils se basent en effet sur un polymère qui a la propriété de se désagréger lorsqu’il est placé en milieu réducteur. Et comme la nature fait bien les choses, le milieu intracellulaire (cytoplasme, noyau cellulaire) est justement réducteur. Si un principe actif est incorporé dans une nanoparticule composée de ce polymère, il est normal de supposé qu’il sera relargué dans à l’intérieur de la cellule.

Le polymère est un mélange de dextran (analogue naturel du polyéthylène glycol) et d’acide lipoïdique (un acide naturellement produit par l’homme). Les composés de bases sont donc parfaitement biocompatibles.

En mélangeant ces deux composés avec un médicament anticancéreux (de la Doxorubicine encore), on obtient une première nanoparticule qui est ensuite réticulée par ajout de DTT (dithiothreitol).

 

 

Les tests préliminaires ont mis en évidence une faible fuite du principe actif hors de la nanoparticule en l’absence de milieu réducteur. En revanche en présence d’un milieu réducteur, le principe actif est libéré sans problème.

 

Relargage de la Doxorubicine  pour le polymère non réticulé, réticulé en présence d’un agent réducteur (DTT) et en l’absence de DTT.

 

Les tests in-vivo ont permis de montrer que les nanoparticules pénétraient bien dans la cellule et que le milieu réducteur intracellulaire permettait bien de dégrader le polymère, libérant ainsi le principe actif, libre d’exercer son action thérapeutique.

 

Ces deux groupes ont donc étendus les moyens potentiels d’administration de principes actifs. Reste à attendre de possibles applications en traitement clinique.

 

 

Sources : Jin, Y.; Gao, X. J. Am. Chem. Soc., 2009, DOI : 10.1021/ja9076765

Li, Y.-L.; Zhu, L.; Liu, Z.; Cheng, R.; Meng, F.; Cui, J.-H.; Ji, S.-J.; Zhong, Z. Angew. Chem. Int. Ed., 2009, DOI : 10.1002/anie.200904260