Procédé de synthèse de nanoparticules lipidiques encapsulant des polynucléotides – Prosalide

La délivrance de polynucléotides comme l’ARN messager est désormais industrialisée via une vectorisation dans des nanoparticules lipidiques. Ces nano-objets sont des nanocomposites dans lesquels l’ARNm est condensé par complexation avec un lipide cationique et enrobé d’une coquille de phospholipides et cholestérol. Leur synthèse fait intervenir plusieurs processus rapides d’assemblages supramoléculaires, dont la nanoprécipitation de lipides hydrophobes par basculement de solvant, la complexation électrostatique de l’ARNm avec les lipides cationiques pour former un coacervat, et l’auto-assemblage de lipides. Si la production industrielle de ces objets est maintenant actée, plusieurs défis restent à relever pour assurer leur plein essor et généralisation comme outil vaccinal et thérapeutique. Ainsi, leur structure est complexe, dépend fortement des formulations et du procédé et ne fait pas consensus. L’efficacité d’encapsulation et de délivrance reste très empirique et améliorable. Les conditions du procédé, notamment le mélange des espèces et la purification par filtration, ne sont pas optimisées car les mécanismes élémentaires et leurs cinétiques ne sont pas décrits. Le stockage des objets, mis en regard avec l’efficacité de délivrance, doit également être amélioré. Enfin, les coûts doivent être abaissés. Le projet PROSALIDE a pour objectif de faire éclore une compréhension détaillée de la chaîne complète de fabrication grâce à une équipe pluridisciplinaire alliant des compétences en physico-chimie des assemblages, micro et millifluidiques, filtration, hydrodynamique, microbiologie, caractérisation structurelle. Nous étudierons en détail les phénomènes d’assemblages via l’établissement intensifié de diagrammes de phase. Nous déploierons un tandem micro/millifluidique permettant à la fois de réaliser le mélange rapide des solutions, la caractérisation in operando et la purification par filtration tangentielle. Cette approche permettra à la fois d’exploiter le potentiel de la microfluidique pour le screening et la caractérisation des mécanismes et celui de la millifluidique qui est l’échelle de production industrielle pour ces objets. Nous proposerons de nouvelles voies de synthèse reposant sur l’utilisation de séquences de composition. Nous quantifierons enfin en détail la structure interne des objets, leur capacité à encapsuler et délivrer le polynucléotide ainsi que leur métastabilité. Le projet PROSALIDE fournira ainsi une connaissance générique et libre permettant de comprendre le lien entre formulation, chemin de synthèse, mésostructure, métastabilité, encapsulation et délivrance.