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Nanopartículas com superfície modificada do tipo núcleo-coroa e novos copolímeros de dextrana-policaprolactona para conjugação de ligantes de reconhecimento

by da Silva, Jaqueline Rodrigues

Abstract (Summary)
Le ciblage de sites spécifiques de l?organisme au moyen de nanoparticules représente un défi d?une grand complexité dans la mesure où le transporteur du principe actif doit assurer simultanément un certain nombre de tâches dans l?organisme. En premier lieu, les nanoparticules doivent être capables de transporter une quantité importante de principe actif et de le libérer selon un profil de libération adéquat. En second lieu, le système d?administration doit être capable de rejoindre le site particulier de l?organisme (un organe, une cellule, un compartiment subcellulaire) où on souhaite effectuer la libération. L?étude détaillée de la littérature montre que les outils qui sont actuellement à notre disposition doivent encore être améliorés. Le but du présent travail était de développer etde caractériser des nanoparticules coeur-couronne à base de nouveaux copolymères amphiphiles afin de disposer de systèmes mieux adaptés aux contraintes de la vectorisation.Deux approches ont été envisagées au cours du travail expérimental. En premier lieu, la possibilité de préparer des nanoparticules à partir de ces polymères et de les charger avec des substances modèles d?intérêt pharmaceutique a été étudiée. Dans ce cadre, les peptides et les protéines sont des candidats particulièrement intéressants, dans la mesureoù ces substances sont habituellement difficiles à encapsuler en grande quantité et où se posent fréquemment des problèmes de stabilité dans le cours du procédé de fabrication.Différentes protéines ont été utilisées en tant que substances modèles, notamment la sérum albumine bovine, la lectine de feuille de Bauhinia monandra (BmoLL) qui a montré uneactivité hypoglycémiante, et la lectine de Lens culinaris. L?emploi de différents polymères a été envisagé, notamment l?emploi de polyesters tels que la poly(epsiloncaprolactone) (PCL), le poly(acide lactique) (PLA), les copolymères del?acide lactique-co-glycolique (PLGA), et une série de nouveaux copolymères du dextran et de l?epsilon-caprolactone.En second lieu, la possibilité d?ajuster sur mesure les propriétés de surface des particules a été envisagée. La stratégie a consisté à préparer des nanoparticules coeur-couronne basées sur l?emploi de copolymères amphiphiles de dextran et de poly(epsiloncaprolactone). Comparativement à des particules conventionnelles basées sur des polymères classiques de type PLA ou PLGA, ces nouvelles particules présentent une surface très hydrophile qui permet notamment la stabilisation des suspensions. Par ailleurs, et de manière extrêmement intéressante, la densité importante de groupements hydroxyles à la surface des particules peut être utilement mise à profit pour obtenir le greffage de ligands destinés à la reconnaissance spécifique de différentes cibles dans l?organisme. Dans ce travail, des essais préliminaires d?adsorption ou de couplage covalent de ligands sur ces surfaces ont été menés. Deux lectines ont été sélectionnées en tant que ligands capables de reconnaître spécifiquement certains sucres, la lectine de Bauhinia monandra (BmoLL) et la lectine de lens culinaris (LC). Ces lectines sont respectivement spécifiques du D-galactose et du Dmannose,deux sucres présents dans les glycoprotéines disposées en quantité variable au niveau des membranes celluaires. Idéalement, il est possible d?envisager l?emploi de cesparticules conjuguées à ces lectines en vue d?assurer in vivo le ciblage de ces entités chimiques. Le manuscrit comprend trois parties. Dans une première partie, la stabilité de BmoLLdans les conditions d?emploi et de préparation des nanoparticules a été étudiée. Dans un premier temps, les effets des conditions de préparation des particules sur l?activité hémaglutinante de la BmoLL a été évaluée, notamment en soumettant la lectine a des étapes de sonication (30s) ou après agitation mécanique, et également lorsque la lectine se trouve sous forme lyophilisée et sous forme de solution dans un tampon citrate-phosphate. Ces études ont montré que l?activité hémaglutinante était maintenue dans ces différentes conditions. Des nanoparticules d?un diamètre d?environ 160 nm, chargées en BmoLL ont été préparées avec de la PCL, du PLA et du PLGA au moyen de la méthode de double émulsion. Les conditions de préparations ont été optimisées afin d?accroître le taux d?encapsulation. L?encapsulation la plus élevée a été obtenue avec le PLGA (50/50) (68,5% +- 5%). Les modalités d?adsorption, et en particulier les cinétiques d?adsorption, de la BmoLL ont été déterminées, montrant que l?absorption était maximale après deux heures d?incubation et qu?elle restait adsorbée au moins pendant 24 heures. Enfin, les profils de libération de la BmoLL à partir des nanoparticules ont permis de montrer que 40% de BmoLL étaient libérés après 24 heures. La seconde partie, décrit la préparation de nouveaux polysaccharides amphiphilespossédant une structure contrôlée, obtenus par le couplage entre la fonction carboxylique de chaînes polyesters préformées et un groupe hydroxyle naturellement présent sur les polysaccharides. En premier lieu, la synthèse chimique de poly(epsilon caprolactone) monocarboxylique a été conduite par polymérisation du monomère et ouverture de cycle en présence d?un acide carboxylique (RCOOH). Le polymère obtenu (R-PCL-COOH) a été activé par le carbonyle diimidazole de manière à former un intermédiaire imidazolineque l?on a ensuite fait réagir avec le dextran dans différents rapports molaires afin d?obtenir des copolymères amphiphiles présentant une balance hydrophile -lipophile variable (Dex-PCLn). Les différents copolymères ont été caractérisés par la suite par GPC, 1H NMR et FTIR. Enfin, la capacité des différents copolymères (Dex-PCLn) à former des nanoparticules a été évaluée, puis comparée à celle de différentes poly(epsiloncaprolactone) conventionnelles (PCL 2K, 10K et 40K). Deux méthodes différentes de préparation ont été mises en oeuvre pour tester la capacité d?encapsulation de la sérum albumine bovine et des lectines de Bauhinia monandra et de Lens culinaris dans ces particules. Ces essais ont permis de montrer que la lectine pouvait être efficacement encapsulée dans les particules constituées de ces polymères hydrophiles. L?aspect microscopique des nanoparticules, leur diamètre et leur potentiel zéta ont été déterminés, ainsi que les cinétiques de libération. Enfin, leur cytotoxicité vis-à-vis des cellules Caco-2 a été évaluée. Ces cellules ont été sélectionnées dans la mesure où des applications par la voie orale peuvent être envisagées.Dans une troisième partie, la capacité de fixer différents ligands à la surface des nanoparticules composées des polymères amphiphiles a été envisagée. L?adsorption de lalectine de Bauhinia monandra à la surface de nanoparticules radiomarquées a permis de montrer l?affinité très importante de ces particules pour les cellules Caco -2, porteuses deglycoprotéines contenant du D-galactose, comparativement à des particules ne comportant pas ces lectines en surface. Ces résultats préliminaires démontrent ainsi le potentiel important de ces nanoparticules dans le cadre de la vectorisation et sont donc extrêmement prometteurs pour le futur
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Bibliographical Information:

Advisor:Nereide Stela Santos Magalhães

School:Universidade Federal de Pernambuco

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:fármaco vetorização nanopartículas ciencias biologicas

ISBN:

Date of Publication:12/19/2002

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