Vectorisation cellulaire de nanoparticules biodégradables : une nouvelle approche de thérapie cellulaire – Nanotheracel

De nombreux protocoles de thérapie cellulaire sont basés sur le transfert de populations cellulaires immunes (lymphocytes T, cellules natural killer, cellules dendritiques DCs, macrophages activés...) pouvant induire, amplifier ou au contraire inhiber la réponse immune in vivo. Ce type de stratégie est actuellement testé chez l'animal ou chez l'homme dans essentiellement deux catégories de pathologies : les tumeurs et les maladies auto-immunes. Par exemple, de nombreuse pathologies neuro-inflammatoires du système nerveux central (SNC) ont une physiopathologie spécifiquement auto-immune, comme dans le cas de la sclérose en plaques (SEP). Au cours de la SEP, et de son modèle animal, l'EAE (encéphalomyélite autoimmune expérimentale), le développement de clônes lymphocytaires T et B dirigés contre des antigènes nerveux joue un rôle majeur dans l'initiation et la pérennisation des lésions tissulaires. De plus, au cours de l'EAE, un « homing » des DCs vers les ganglions cervicaux, après leur injection intra-cérébrale ou intra-veineuse a pu être observé. Ces données physiopathologiques suggèrent donc que : i) les ganglions cervicaux peuvent représenter une cible thérapeutique privilégiée pour le traitement des maladies auto-immunes du SNC, ii) les DCs administrées par voie intra-veineuse peuvent constituer un « outil » cellulaire de ciblage des ganglions cervicaux. Le projet que nous proposons vise donc à développer une nouvelle stratégie de thérapie cellulaire utilisant les phagocytes mononucléées (macrophages, DCs) comme vecteurs de molécules thérapeutiques. Plus précisément, il s'agit d'utiliser les capacités de phagocytose et de migration de ces cellules pour véhiculer un système nanoparticulaire (nanoparticules ou liposomes) contenant une molécule d'intérêt thérapeutique (ex. mitoxantrone MTX utilisée dans le traitement des formes sévères de SEP). Les principaux objectifs de ce travail seront donc de: i) mettre au point et caractériser un système nanoparticulaire biodégradable (nanoparticules ou liposomes) dont les propriétés physico-chimiques sont favorables à la phagocytose par les cellules dendritiques, ii) optimiser la formulation du système et l'appliquer à l'encapsulation d'une molécule d'intérêt thérapeutique, la mitoxantrone, iii) tester in vivo la validité de cette stratégie thérapeutique en utilisant un modèle de maladie auto-immune du système nerveux central ; l'encéphalite allergique expérimentale (EAE). La première partie de ce travail consistera donc à mettre au point un système nanoparticulaire adéquate pour être phagocyté par les DCs. Pour se faire un fluorochrome sera encapsulé dans les particules. Des études en microscopie à fluorescence et en cytométrie de flux permettront ensuite de visualiser et de quantifier la capture des particules fluorescentes au sein des DCs. 3 types de systèmes ont été retenu pour cette étude : nanosphères, nanocapsules et liposomes. Cette première phase du projet devrait nous permettre de sélectionner le système le plus optimal pour sa phagocytose par les DCs. La deuxième partie du projet portera sur l'optimisation de la formulation du système retenu et sur son application à l'encapsulation de la MTX ainsi que sur l'évaluation de son comportement avec les DCs. En comparaison à l'incorporation de MTX libre dans les DCs, son encapsulation au sein de nanosphères ou de liposomes a pour objectif : i) d'améliorer son incorporation dans les cellules par rapport à la molécule libre permettant ainsi d'augmenter sa concentration cellulaire, ii) de protéger les DCs de l'effet cytoxique de la mitoxantrone, iii) de contrôler la libération de la mitoxantrone au niveau de son site d'action. Enfin des études in vivo seront conduites afin d'évaluer l'efficacité d'un tel système sur un modèle de rat EAE. Ces études ont pour but de montrer que l'association de 2 « vecteurs », nanoparticules et DCs, permet de cibler spécifiquement les ganglions cervicaux et de libérer in situ la MTX afin de dévier la .