Impact des milieux biologiques sur les nanocapsules lipidiques (LNCs) et évaluation pharmac

TitreImpact des milieux biologiques sur les nanocapsules lipidiques (LNCs) et évaluation pharmac
TypeThèse de doctorat
AuteursLebreton Vincent
DirecteursLagarce Frédéric, Saulnier Patrick, Legeay Samuel, Le Corre Pascal, Rieux Anne Des, Pellequer Yann
Année2023
URLhttps://dune.univ-angers.fr/fichiers/1700086415S/202317820/fichier/17820F.pdf
Mots-cléscouronne de protéine, FRET, nanocapsules lipidiques, pharmacocinétique
Résumé

L’administration de nanoparticules (NPs) dans le compartiment sanguin entraîne des modifications des caractéristiques physico-chimiques à l’origine de variabilités pharmacocinétiques (PK) des NPs. La maîtrise des interactions NPs-protéines conduisant à la formation de la couronne de protéines apparait comme essentielle pour comprendre le devenir des NPs après administration et ceci pour améliorer le passage de la préclinique à la clinique, un challenge toujours difficile pour les NPs au regard du nombre de nanomédicaments disponibles sur le marché. Le présent travail met en avant l’importance de la maîtrise de la caractérisation physico-chimique des nanocapsules lipidiques (NCLs) et ses modifications après mise contact avec le plasma. Pour la première fois, l’effet de la pégylation des NCLs (50 nm) a mis en évidence une importante adsorption des protéines. Après marquage à l’aide de deux fluorophores pour rendre visibles les structures intactes à l’aide de transfert d’énergie par résonance de fluorescence, les NCLs ont été injectées par voie intraveineuse chez le rat pour en évaluer leur PK. L’analyse PK par approche populationnelle a permis d’estimer l’effet d’un certain nombre de covariables. Deux covariables influencent le modèle final : la taille, qui modifie le volume de distribution, et le type de surface, qui modifie la clairance. En effet, les NCLs pégylées de 50 nm ont rapidement été éliminées. Enfin, l’élimination rénale a fait l’objet d’une étude particulière qui n’a pas révélé d’élimination des NCLs sous leur forme intacte. Au final, cette approche méthodologique pourra être utilisée pour évaluer les capacités d’adsorption des protéines et la PK des NPs.

Résumé en anglais

The administration of nanoparticles in the blood compartment causes modifications of the physico-chemical characteristics and thus pharmacokinetic (PK) variabilities. The control of these nanoparticles-protein interactions responsible for the formation of the protein corona appears to be essential for understanding the in vivo fate of nanoparticles. This aims to improve transition from preclinical to clinical use, which is always a challenge for nanoparticles given the number of nanomedicines available on the market. The present PhD work highlights the importance of controlling the physicochemical characterisation of lipid nanocapsules (LNCs) and their modifications after contact with proteins. For the first time, the effect of PEG surface decoration of the NCLs (50 nm) revealed a significant adsorption of proteins.Then, after labelling using fluorophores and performing fluorescence resonance energy transfer (FRET), NCLs-FRET were intravenously injected in rats to evaluate their PK profile. The PK analysis using a population approach allowed to estimate the effect of some covariates. Two covariates influence the final model, size, which modifies the volume of distribution, and surface type, which impacts the clearance of NCLs. Indeed, 50 nm pegylated NCLs were rapidly eliminated. As a result, renal elimination was specifically studied, and the results did not reveal any urine elimination of NCLs in their intact form. Finally, this methodological approach could be used to evaluate the protein adsorption capacities and pharmacokinetics of nanoparticles.

Langue de rédactionFrançais
Diplôme

Thèse de doctorat

Date de soutenance2023-07-12
EditeurUniversité d'Angers
Place PublishedAngers
Libellé UFR

Collège doctoral

personnalisé5

École doctorale Biologie-Santé (Nantes)

personnalisé6

Micro et nanomédecines biomimétiques

personnalisé7

Sciences Pharmaceutiques