Elaboration de glyco-nanoobjets via un procédé respectueux de l’environnement – GlyNanEP

Les nanostructures obtenues par auto-assemblage de copolymères amphiphiles (CPA) sont pertinentes en nanomédecine, puisqu’elles peuvent être utilisées comme système de délivrance de médicaments. Les nanostructures de morphologie vésiculaire sont particulièrement intéressantes étant donné leur morphologie inter-compartimentale permettant une encapsulation simultanée de médicaments hydrophiles et hydrophobes.

Pendant de nombreuses décennies, les nanostructures recouvertes de poly(oxyde d’éthylène) POE ont été considérées comme des "super" nanomatériaux approuvés par la FDA. Cependant, de nombreux rapports décrivent la non-immunogénicité du POE. Grâce à leurs biodégradabilité et immunogénicité, les polysaccharides neutres tel que le dextrane constituent, quant à eux, une véritable alternative au POE. Cependant, contrairement aux CPA à base de POE qui s'auto-assemblent facilement pour former une large gamme de morphologies, seules des micelles sphériques et des nanoparticules solides ont été fréquemment rapportées dans le cas des glycopolymères amphiphiles (GPA) qui associent des polysaccharides hydrophiles et des polymères hydrophobes. Cette limitation est attribuée aux techniques classiques d'auto-assemblage actuellement utilisées qui se révèlent inadaptées pour les GPA et qui favorisent alors la formation d'agrégats cinétiquement gelés.

Le premier objectif du projet GlyNanEP est de combler le manque des GPA en termes d'auto-assemblage, en développant des stratégies modernes et polyvalentes pour concevoir facilement des AGP bien définis, et étudier leur auto-assemblage en utilisant un procédé propre et simple qui permet d'obtenir de manière reproductible des nanostructures glycopolymères (NSG) avec des morphologies avancées.

La méthode employée dans ce projet est une technique émergente en une seule étape nommée PISA (Polymerisation-Induite par auto-assemblage), permettant de produire des nanostructures à base de CPA directement en milieu aqueux à haute teneur en solides (> 5% % et 50% en poids) et sans emploi de solvant organique. En PISA, un macro-amorceur ou un agent de transfert de chaîne macromoléculaire (macro-CTA) hydrosoluble est utilisé pour polymériser un monomère hydrophile, qui forme un polymère hydrophobe. Les CPA sont alors progressivement obtenus lorsque le bloc/greffon hydrophobe atteint une taille critique. Ceci induit alors un auto-assemblage in situ et génère des nanostructures aux différentes morphologies.

Ici, un système modèle basé sur un dérivé de dextrane (macro-CTA) et un monomère hydrosoluble (méthacrylate de 2-hydroxypropyle, HPMA) sera utilisé dans un premier temps pour démontrer la capacité de la méthode PISA à produire de nouveaux NSG de morphologie d’ordres supérieurs pas encore décrits avec les GPA. De plus, afin de comprendre et établir des relations entre les paramètres structuraux du GPA et la nature des GNS générées dans l'eau, ces NSG seront préparées à partir de GPA ayant deux architectures macromoléculaires différentes (GPA greffés et dibloc). Après avoir optimisé les différents paramètres de la méthode PISA, le second objectif de ce projet sera de démontrer la polyvalence et la capacité de cette technique à produire en une seule étape des glyco-polymersomes (GPs) sensibles au pH, fonctionnalisés par des ligands de ciblage et chargés par des médicaments hydrophiles et / ou hydrophobes. Ces GPs intelligents peuvent être intéressants dans le traitement du cancer car ils peuvent se désassembler à un pH acide (au voisinage des cellules ou dans la tumeur intracellulaire) pour libérer les médicaments encapsulés. La cytotoxicité et l'adhésion cellulaire de ces GPs seront réalisées afin de démontrer le potentiel réel de ces nanostructures intelligentes dans les applications biomédicales. Toutes les nanostructures produites dans ce projet seront caractérisées en utilisant des techniques avancées telles que DLS, TEM, AFM et SEM.