Caractérisation analytique de nanoparticules hybrides en vue d’essais cliniques – ANALYTAGUIX

L’ANR AnalytAguix a pour vocation de répondre à plusieurs questions analytiques concernant AGuIX :
- Quantification de l’éventuel gadolinium libre du drug product et en milieu complexe.
- Cinétique de libération du gadolinium et comparaison avec les agents de contraste commerciaux.
- Identification et caractérisation des fragments de dégradation.
- Détermination de la taille de la nanoparticule (diamètre hydrodynamique) en milieu complexe.
- Détermination de la charge de surface de la nanoparticule.
Pour répondre à ces questions, trois techniques principales ont été utilisées : (i) la chromatographie liquide à haute performance (HPLC) couplée à la spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP) avec détection par spectrométrie de masse (MS), (ii) l’électrophorèse capillaire (EC) couplée à la spectrométrie à plasma à couplage inductif (ICP) avec détection par spectrométrie de masse (MS), (iii) l’HPLC couplée MS.

La technique de quantification du gadolinium a permis de valider une méthode qui a été transférée à l’industrie et est maintenant utilisée en routine pour les lots cliniques de nanoparticules AGuIX de la société NH TherAguix.
L’analyse de la diffusion de Taylor et l’électrophorèse capillaire ont permis d’obtenir une méthode rapide, robuste, nécessitant peu de matériel et utilisable en milieu complexe pour déterminer la taille de la nanoparticule et sa charge de surface.

Le projet AnalytAguix présente deux perspectives principales :
- Aide au développement de la nanoparticule AGuIX actuellement en essai clinique de phase 2 pour le traitement des métastases cérébrales par radiothérapie et en essai clinique de phase 1 pour le traitement des cancers du col de l’utérus par radiothérapie. D’autres indications primaires sont prévues à courte échéance.
- Développement de techniques analytiques applicables à d’autres nanoparticules hybrides ultrafines en phase de développement.

N.A.

Actuellement un grand nombre de recherches sont menées en nanomédecine. Malheureusement, seul un petit nombre de composés a atteint le marché. Dans le cas des nanoparticules hybrides, seules les oxydes de fer y sont parvenus comme agents de contraste IRM. L’une des principales difficultés pour le passage en clinique est l’éventuelle toxicité des nanoparticules. Utiliser des nanoparticules ayant une taille inférieure à 5 nm permet de réduire ce risque grâce à une élimination rénale des nanoparticules. L’Institut Lumière Matière (ILM) et la société NH TherAguix ont développé une nanoparticule ultrafine (appelée AGuIX) qui dispose de très fortes propriétés radiosensibilisantes démontrées sur de nombreux modèles animaux. AGuIX est composée d’une matrice de polysiloxane entourée de chélates de gadolinium et présente un diamètre hydrodynamique inférieur à 5 nm. Grâce à leur taille, les nanoparticules AGuIX s’accumulent dans les tumeurs et sont rapidement éliminées par les reins. Grâce à la présence du gadolinium, la biodistribution des nanoparticules peut être suivie par IRM et une irradiation optimisée peut être réalisée.
Grâce à ces propriétés, un transfert d’AGuIX vers la clinique a pu être effectué. La production en conditions cGMP d’un lot clinique de 1000 flacons a pu avoir lieu et les tests réglémentaires de toxicité sur deux espèces animales n’ont montré aucun signe de toxicité après injection intraveineuse. En Mai 2016, un premier essai clinique (NANO-RAD NCT02820454) pour le traitement des métastases cérébrales multiple a pu démarrer. En Février 2018, l’inclusion des patients s’est terminée et 15 patients ont été traités tout au long de l’essai. Un second essai clinique (NANO-COL NCT03308604) pour le traitement des cancers du col de l’utérus avancé a été validé par l’ANSM et devrait inclure ses premières patientes en Mars 2018.
Durant les dicussions avec l’ANSM, le besoin d’une caractérisation très précise des lots cliniques d’AGuIX a été mise en avant notamment en termes de quantification des produits de dégradation et des composés à base de gadolinium. Les nouveaux outils analytiques développés durant ce projet seront particulièrement utiles pour étudier la cinétique de relargage du gadolinium en présence d’ions métalliques endogènes et en conditions biologiques.
De plus, les mesures dans des échantillons biologiques permettant de vérifier l’intégrité des nanoparticules représentent un réel défi analytique. Les analyses sur les nanoparticules dans le sérum, l’urine, les reins et les tumeurs permettront de mieux décrire le comportement in vivo d’AGuIX. Pour répondre à ces défis, l’ILM et NH TherAguix vont bénéficier des compétences de l’ISA spécialisée dans le développement de méthodes analytiques de pointes et de la société GLINCS spécialisée dans la détection de métaux dans les systèmes complexes. Cette collaboration donnera accès à des appareillages telles que l’HPLC ou l’électrophorèse capillaire couplées à l’ICP/MS.
L’objectif de ce projet est de proposer une méthodologie capable de répondre aux spécifications de l’ANSM et de déterminer le le futur des nanoparticules une fois injectées. Cette méthodologie au-delà du produit AGuIX pourra également être appliquée à d’autres nanomédicaments transférés vers la clinique.