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Conference papers

Utilisation de méthodes physico-chimiques pour la caractérisation de la structure de nano-médicaments et de leur pharmacocinétique : SAXS-WAXS, SANS et cryo-TEM

Abstract : Depuis une vingtaine d’années, l’intégration des nanotechnologies dans le domaine biomédical est porteuse de nombreuses promesses, notamment en terme de vectorisation. En effet, la formulation de principes actifs sous forme de nanoparticules permet d’augmenter leur efficacité (forte biodisponibilité) tout en diminuant leur toxicité, de combiner différents mécanismes d’action et de contrôler leur ciblage et leur libération. Cependant, au-delà de leur efficacité thérapeutique, le contrôle de la structure, de la stabilité colloïdale et du devenir de ces nano-objets est crucial pour assurer la sécurité des patients. Aussi, malgré l’engouement des chercheurs pour concevoir des nanosystèmes innovants, peu de nano-médicaments ont effectivement atteint le marché. En effet, non seulement le passage à l’échelle industrielle peut être complexe mais leur comportement dans le corps est difficile à prédire. De plus, les études in vivo sont coûteuses et complexes, et ne permettent pas toujours de comprendre les interactions moléculaires en profondeur. Une caractérisation physicochimiques rigoureuse de ces systèmes est donc absolument cruciale pour pouvoir les utiliser en toute confiance. En collaboration avec des chercheurs et des chercheuses de l’Institut Galien (Faculté de Pharmacie de Chatenay-Malabry) et de l’INSERM (Hôpital Kremlin-Bicêtre), nous avons développé ces dernières années une méthodologie pour étudier des suspensions de nano-assemblages de promédicaments à base de squalène, un lipide bio-sourcé. À travers différents exemples, nous montrerons l’apport de méthodes de diffusion du rayonnement, de spectroscopie et de cryomicroscopie électronique pour caractériser la structure et la stabilité colloïdale de nanoparticules transportant des nucléosides (squalène-adénosine)[1] ou des ARN interférants (squalène-siRNA, Cf. Figure 1)[2]. Nous avons aussi étudié le devenir de ces nanoparticules dans des milieux biologiques modèles (sérum complet, albumine, hémoglobine et lipoprotéines).[2,3,4] Ces travaux nous ont permis d’analyser les différentes interactions en jeu, aussi bien du point de vue des nanoparticules que des protéines ou des monomères constituants les nano-assemblages. La présence de l’albumine (soit seule soit dans le sérum) provoque une réduction de la taille des nanoparticules, suggérant leur désassemblage ; des analyses spectroscopiques complémentaires permettant de caractériser la conformation des protéines montrent que l’albumine forme des complexes avec le promédicament (monomère s’assemblant sous forme de nanoparticules). En conclusion, cette étude démontre que l’albumine du sang est capable de désassembler les nanoparticules en extrayant les monomères pour former des complexes. Ce mécanisme semble être générique pour tous les promédicaments conjugués avec du squalène puisque l’interaction a lieu à travers le groupement squalène et que ces observations ont été reproduites avec différents promédicaments. L’albumine contribue donc au transport du promédicament dans le sang et les nanoparticules peuvent être vues comme des réservoirs circulant de promédicaments. Ces observations s’écartent de la vision générale de protéines s’adsorbant sur les nanoparticules pour former une couronne autours d’elles.
Document type :
Conference papers
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https://hal-cea.archives-ouvertes.fr/cea-03448966
Contributor : Serge Palacin Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Thursday, November 25, 2021 - 2:32:51 PM
Last modification on : Tuesday, December 7, 2021 - 2:42:03 PM

Identifiers

  • HAL Id : cea-03448966, version 1

Citation

Frédéric Gobeaux, Joëlle Bizeau, Marie Caillaud, Marie Rouquette, Flavio Dormont, et al.. Utilisation de méthodes physico-chimiques pour la caractérisation de la structure de nano-médicaments et de leur pharmacocinétique : SAXS-WAXS, SANS et cryo-TEM. XIVe Colloque Rayons X et Matière, Nov 2021, Aix en Provence, France. ⟨cea-03448966⟩

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