Biodistribution de nano-cargos lipidiques par imagerie de fluorescence: de la cellule à l'animal – CALIF

La nano-médecine, nouveau domaine de recherche issu des nanotechnologies et de la médecine, est une des voies les plus prometteuses pour le développement de thérapies ciblées plus efficaces, avec l'oncologie comme premier bénéficiaire. En effet, grâce au ciblage passif et/ou actif des tumeurs par les nanoparticules, la délivrance de médicaments au moyen de nano-cargos fournit une solution idéale pour surmonter la faible sélectivité des anti-tumoraux vis-à-vis des cellules tumorales par rapport aux tissus sains, et limiter leurs importants effets secondaires. Des systèmes à base de liposomes sont déjà utilisés dans certaines chimiothérapies. Néanmoins, les liposomes présentent plusieurs inconvénients: ils ne peuvent encapsuler efficacement des principes actifs lipophiles, ils sont fabriqués par des procédés consommateurs de solvants organiques, ils sont trop peu stables dans les fluides biologiques et plus généralement dans les solutions aqueuses pour être commercialisés sous forme de suspensions prêtes à l’emploi. Nous avons développé de nouveaux nano-cargos lipidiques surmontant ces inconvénients, et dont le diamètre se situe en dessous de la fenestration de l'endothélium (Ø < 100 nm). Ils sont préparés par des procédés sans solvant et sont stables en suspension prête pour l'injection pendant au moins un an, ce qui devrait réduire considérablement le coût et la difficulté de mise en oeuvre des traitements. De plus, ces nouveaux nano-cargos encapsulent efficacement les principes actifs lipophiles, offrant une nouvelle solution galénique pour leur administration intraveineuse. Jusqu'à présent, nos efforts ont été focalisés sur la démonstration rapide que ces nano-cargos, dont la taille et le revêtement de surface peuvent être ajustés à volonté, constituent des vecteurs efficaces pour la délivrance de principes actifs. Ces résultats ont donné lieu au dépôt de 5 brevets. Pour valoriser les développements conduits dans nos équipes, il est maintenant nécessaire de mieux connaître les interactions se produisant entre ces nouveaux nano-cargos lipidiques et la machinerie biologique, tant à l'échelle cellulaire qu'à celle du petit animal, en déconnectant les effets des vecteurs de ceux de leur charge en principe actif. Cette étape est essentielle pour définir les potentialités offertes par ces nouveaux nano-cargos et optimiser leurs propriétés suivant les applications visées.Ce projet a donc pour but une compréhension fondamentale des interactions entre le vivant et des cargos lipidiques de taille nanométrique (Ø < 100 nm) non chargés en principe actif, et l'identification des paramètres physico-chimiques les gouvernant. Les paramètres qui seront explorés sont : la structure (nanocapsule ou nanoémulsion), la taille (de 20 à 100 nm), le revêtement de surface ("nus", PEG, dextran, chitosan, motifs RGD). Une complète caractérisation des propriétés morphologiques et de surface des nano-cargos sera entreprise. L'imagerie de fluorescence, une technique rapide, économique et non invasive, sera utilisée pour étudier le trafic intracellulaire et la pharmacocinétique chez le petit animal. Le premier critère de validation des nano-cargos sera leur cytotoxicité et leur internalisation dans les macrophages. Si les deux sont négligeables, leur biodistribution sera alors évaluée dans des modèles animaux de tumeur exprimant l’intégrine avß3. Ce GO/NO GO est essentiel pour limiter le nombre d'expériences animales. Les mécanismes d'internalisation cellulaire des nano-vecteurs pour lesquels de bonnes propriétés de ciblage des tumeurs auront été observées chez le petit animal seront ensuite étudiés. Les résultats biologiques obtenus seront analysés à la lumière des paramètres physico-chimiques des nano-vecteurs, et si nécessaire de nouveaux cargos aux propriétés encore plus optimisées pour l'oncologie seront synthétisés.