Évaluation de la toxicité des nanocapsules lipidiques sur des cellules hépatiques et immunitaires : influence de paramètres physico-chimiques
| Titre | Évaluation de la toxicité des nanocapsules lipidiques sur des cellules hépatiques et immunitaires : influence de paramètres physico-chimiques |
| Type | Thèse de doctorat |
| Auteurs | Delaporte Flavien |
| Directeurs | Roger Emilie, Lagarce Frédéric, Savary Camille, Loyer Pascal, Beduneau Arnaud, Kerdine-Römer Saadia |
| Année | 2024 |
| URL | https://dune.univ-angers.fr/fichiers/20101260/202419058/fichier/19058F.pdf |
| Mots-clés | biodistribution, compartiment sanguin, Foie, nanocapsules lipidiques, toxicité |
| Résumé | Ce travail doctoral s’articule autour de l’étude de la biodistribution et la toxicité cellulaire de nanovecteurs : les nanocapsules lipidiques (NCLs). Les paramètres physico-chimiques (la taille, la charge et la pégylation) peuvent influencer les interactions cellulaires. Les NCLs possèdent un fort tropisme hépatique, ce qui a orienté les premiers travaux de recherche sur l’étude des interactions entre des NCLs de 50 et 100 nm et les hépatocytes, représentés par les cellules HepG2 et HepaRG. Une toxicité hépatique relativement faible,concentration, taille et temps dépendante a été démontrée. Les NCLs de 50 nm, pourtant internalisées plus lentement, entraînent une plus grande toxicité, particulièrement sur des cellules cancéreuses (lignée HepG2). L’exposition aux NCLs a généré de la peroxydation lipidique et une mort cellulaire via la ferroptose. Une toxicité plus importante a été observée après 2 semaines (vs. 24 h) et 4 semaines d’exposition(vs. 2 semaines) pour les NCLs de 50 nm. Les NCLs de 100 nm, quant à elles, semblent moins toxiques car la toxicité observée entre 2 et 4 semaines n’augmente pas. Une seconde étude a permis de mieux caractériser les effets de taille et de pégylation, paramètres modifiés pour jouer sur la furtivité sanguine et hépatique. Les NCLs de 50 et 100 nm, pégylées ou non, ont été exposées à du sang humain (ex vivo) afin d’étudier la biodistribution sanguine. Les phagocytes circulants (monocytes et neutrophiles) internalisent rapidement les NCLs, sans infuence de la taille ni de la pégylation. Une évaluation in vitro est venue compléter les données de distribution dans les différentes cellules hépatiques (lignée endothéliale, macrophages humains et hépatocytes). Il a été confirmé que les NCLs se distribuent préférentiellement dans les cellules cancéreuses hépatiques (vs. cellules différenciées) ainsi que dans les macrophages primaires humains et les cellules endothéliales. A l’exception des macrophages humains, une augmentation de la taille des NCLs améliore l’internalisation tandis que la pégylation la diminue. Enfin, les NCLs ne semblent pas immunoactivatrices. En conclusion, la distribution passive dans les cellules hépatiques cancéreuses, associée à une forte toxicité, ainsi que la bonne tolérance avec les autres cellules étudiées (hépatique in vitro et sanguine ex vivo), suggèrent un potentiel intérêt des NCLs dans le traitement de l’hépatocarcinome. |
| Résumé en anglais | This PhD thesis evaluates the biodistribution and cellular toxicity of nanovectors: the lipid nanocapsules (LNCs). Physico-chemical parameters (size, charge and surface coating) can influence cellular interaction. The strong hepatic tropism of LNCs guided the first study on the evaluation of interactions between LNCs, with a diameter of 50 and 100 nm, and hepatocytes, represented by HepG2 and HepaRG cells. A relatively weak toxicity, concentration, size and time dependent was demonstrated. The 50 nm LNCs, although slower to be internalized than 100 nm ones, exhibited a higher toxicity, notably on cancer cells (HepG2 cell line). Exposure to LNCs generated lipid peroxidation which led to cells death via ferroptosis. A higher toxicity has been observed after 2 (vs. 24 h) and 4 weeks of exposure (vs. 2 weeks) for 50 nm LNCs. The 100 nm LNC seemed to be less toxic because their cytotoxicity did not increase between 2 and 4 weeks of exposure. A 2nd study allowed us to better characterized the influence of size and pegylation,parameters modified to improve blood and hepatic stealthness. LNCs of 50 and 100 nm, pegylated or not, have been exposed to human blood (ex vivo) in order to analyze the blood distribution. Circulating phagocytes (monocytes and neutrophiles) quickly internalized LNCs, without influence of size nor pegylation. An in vitro assessment was performed in order to complete the biodistribution study in hepatic cells (endotelial cell line, human macrophages and hepatocytes). It has been confirmed that LNCs preferentially distributed in liver cancer cells (vs. differentiated ones), as well as in primary human macophages and endotelial cells. Except for human macrophages, an increase in size improved internalization whereas pegylation decreased it. Finally, LNCs dit not seem to be immunomodulators. In conclusion, the passive distribution into liver cancer cells, associated with a high cytotoxicity, and the good tolerance observed with the other cells studied (hepatic in vitro and in blood ex vivo), suggest that LNCs could be considered as vectors for hepatocarcinoma treatment. |
| Langue de rédaction | Français |
| Diplôme | Thèse de doctorat |
| Date de soutenance | 2024-07-18 |
| Editeur | Université d'Angers |
| Place Published | Angers |
| Libellé UFR | Collège doctoral |
| personnalisé5 | École doctorale Biologie-Santé (Nantes) |
| personnalisé6 | Micro et Nanomédecines Translationnelles / MINT |
| personnalisé7 | Toxicologie |