Abstrait

Maladies infectieuses 2015 : Nanoformulations lipidiques de peptides antimicrobiens pour traiter les maladies infectieuses bactériennes - Matougui Nada - Université d'Angers

Matougui Nada 1 , Groo Anne-Claire 1 , Umerska Anita 1 , Hakansson Joakim 2 , Joly-Guillou Marie-Laure 3 et Saulnier Patrick 1, 3

L'augmentation rapide des infections résistantes aux médicaments constitue un problème aigu qui continue de mettre au défi le secteur de la santé, suscitant un intérêt pour de nouvelles stratégies antimicrobiennes. Les peptides antimicrobiens (PAM) ont un potentiel élevé en tant que nouveaux agents thérapeutiques contre les maladies infectieuses car ils sont moins susceptibles d'induire une résistance en raison de leur mécanisme d'action rapide et non spécifique. Les nouveaux peptides inclus dans l'étude sont des PAM bien définis, établis pour avoir un effet antimicrobien et un profil de sécurité acceptable. L'objectif de ce travail est d'explorer le potentiel des nanocapsules lipidiques (LNC) pour l'administration d'AMP, et en particulier sa capacité à protéger le peptide contre la dégradation tout en maintenant une activité médicamenteuse appropriée. Les LNC sont décrites comme un noyau huileux composé de triglycérides à chaîne moyenne et entouré d'une enveloppe tensioactive composée de lécithine et de tensioactifs PEGylés. Leurs noyaux lipidiques ne sont pas favorables car ils sont susceptibles d'encapsuler des molécules hydrophiles. Pour favoriser le chargement des peptides, l'incorporation des peptides cationiques dans l'enveloppe des LNC a été envisagée. Deux stratégies sont testées : l'adsorption des AMPs à la surface des LNCs par incubation sous agitation magnétique ou l'incorporation de linkers chargés à la formulation des LNCs. L'incubation réalisée dans différentes conditions montre une bonne association des peptides à la surface des LNCs. Les concentrations minimales inhibitrices (CMI) des LNC-AMPs ont été déterminées pour les souches sensibles. Les résultats montrent une préservation de l'activité antibactérienne du peptide natif et dans certains cas une diminution de la CMI. Les composants lipidiques des nanoformulations à base de lipides (LNFs) sont généralement des phospholipides, du cholestérol et des triglycérides (Copland et al., 2005, Rawat et al., 2008), mais aussi des sels biliaires et des acides gras libres (Liu et al., 2007a). Ces excipients sont relativement inoffensifs, biocompatibles et biodégradables in vivo. Les nanoformulations ont suscité beaucoup d'intérêt en raison de leurs propriétés dépendantes de la taille. Parmi les nanoformulations, les nanoformulations lipidiques (LNF) suscitent un intérêt croissant en raison des avantages de leur haut degré de biocompatibilité et de flexibilité. Les performances des nanoformulations lipidiques sont grandement influencées par leur composition et leur structure. Les peptides thérapeutiques représentent une part croissante du marché pharmaceutique. Cependant, le plus grand défi pour leur développement en produits commerciaux est leur instabilité physicochimique et biologique inhérente. Des peptides importants comme l'insuline, la calcitonine et la cyclosporine sont incorporés dans les LNF. L'association ou l'encapsulation de peptides dans des supports à base de lipides s'est avérée protéger les molécules labiles contre la dégradation enzymatique. Cette revue décrit les stratégies utilisées pour la formulation de peptides et quelques méthodes utilisées pour l'évaluation de l'efficacité de l'association. Les avantages et les inconvénients de ces supports sont également décrits.Une microémulsion biocompatible au lithium supportée par Peceol®, lécithine, éthanol et eau a été étudiée dans le but d'identifier les compositions optimales en termes de teneur en médicament, de propriétés physicochimiques et de stabilité. La solubilisation du lithium dans la microémulsion s'est avérée compatible avec un modèle de liaison médicament-tensioactif. Les ions lithium ont été principalement solubilisés dans le groupe de tête de la lécithine, modifiant considérablement les propriétés interfaciales du système. Des diagrammes de phases pseudo-ternaires de microémulsions sans médicament et chargées de médicament ont été construits à un rapport pondéral éthanol/lécithine constant (40/60). La microémulsion chargée de lithium a totalement disparu dans la partie riche en Peceol® du diagramme de phases ; des fractions critiques de lécithine et d'éthanol étaient nécessaires à la formation d'une microémulsion stable. L'effet de la concentration en lithium sur les propriétés et la stabilité physique des microémulsions a été étudié à l'aide de la microscopie, de titrages Karl Fischer, d'analyses rhéologiques, de mesures de conductivité et de tests de centrifugation. Les microémulsions étudiées se sont révélées stables dans des conditions de stockage accélérées. Les systèmes présentaient une faible viscosité et se comportaient comme un fluide newtonien et aucune transition structurelle n'a été observée. La faible réactivité chimique des nanotubes de carbone est l'un des principaux obstacles à leur fonctionnalisation par des réactions chimiques. En tant que méthode non destructive, l'acylation de Friedel-Crafts a été suggérée parmi les réactions explorées, seules quelques méthodes étant rapportées dans des conditions de réaction difficiles, par exemple la chaleur, toutes entraînant de faibles rendements. Au cours de cette étude, nous proposons une méthode totalement unique pour l'acylation de nanotubes de carbone multiparois (MWCNT) à une température de café (c'est-à-dire 42 °C), en utilisant SiO2-Al2O3 comme catalyseur et l'acide 6-bromohexanoïque comme agent d'acylation pour fournir des MWCNT fonctionnalisés à haut rendement. Après acylation, les MWCNT sont conjugués à des polyéthylèneimines (PEI) avec trois poids moléculaires (1,8, 10 et 25 kDa). Trois conjugués MWCNT-PEI différents sont synthétisés et évalués pour leur capacité de condensation, leur viabilité, leur taille et leurs propriétés de potentiel zêta. L'efficacité de transfection des MWCNT fonctionnalisés est évaluée à l'aide d'un test de luciférase et d'une cytométrie de flux dans une lignée cellulaire de neuroblastome. Le conjugué MWCNT-PEI (10 kDa) présente la meilleure efficacité de transfection par rapport aux autres. Pour ce support, l'efficacité de transfection dépasse la quantité de PEI 25 kDa à un rapport pondéral support/plasmide similaire (C/P) et est environ 3 fois supérieure à celle du PEI 25 kDa à C/P = 0,8 comme contrôle positif concernant sa haute efficacité de transfection et sa faible cytotoxicité. Les nanoparticules lipidiques cationiques (LN) sont testées pour la libération prolongée et le ciblage spécifique du site de l'épigallocatéchine gallate (EGCG), un polyphénol possible avec un profil pharmacologique amélioré pour le traitement des pathologies oculaires, comme l'œdème maculaire lié à l'âge, la rétinopathie diabétique et les troubles inflammatoires.Les LN cationiques EGCG-LN ont été produits par une technique de double émulsion ; l'étude de libération in vitro a été réalisée dans un sac de dialyse, suivie d'un test de médicament utilisant une méthode RP-HPLC précédemment validée. L'étude in vitro HET-CAM a été administrée à l'aide d'embryons de poulet pour déterminer le risque potentiel d'irritation des formulations développées. L'étude pharmacocinétique de la perméation cornéenne a montré une cinétique d'ordre primaire pour les deux formulations cationiques, tandis que les LN EGCG-bromure de cétyltriméthylammonium (CTAB) suivaient un profil sigmoïdal de Boltzmann et les LN EGCG-bromure de diméthyldioctadécylammonium (DDAB) un profil d'ordre primaire. Nos études ont également prouvé la sécurité et la nature non irritante des LN développés. Ainsi, le chargement d'EGCG dans des LN cationiques est reconnu comme une stratégie prometteuse pour le traitement des maladies oculaires associées aux voies antioxydantes et anti-inflammatoires. Biographie Matougui Nada est doctorante en deuxième année de biologie et santé à l’université d’Angers sous la direction du professeur Patrick Saulnier. Ses recherches portent sur le développement de nanoformulations lipidiques de peptides antimicrobiens pour traiter les maladies infectieuses bactériennes. Elle est diplômée en pharmacie de la faculté de médecine d’Alger, suivie d’un Master en « Technologies Innovantes en Formulation » à l’université d’Angers. Elle a travaillé comme stagiaire au laboratoire « MINT » sur le développement d’un nanomédicament pour le traitement du glioblastome. matougui.nada@gmail.com