Présentation
EnglishRÉSUMÉ
La nanomédecine ouvre de nouvelles perspectives pour le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies, grâce au développement des nanotechnologies. Le design de systèmes nanoparticulaires a permis de mieux contrôler la délivrance de principes actifs. Parmi les différents vecteurs mis au point, les nanoparticules lipidiques basées sur des émulsions s'avèrent des candidats de choix pour le transport de molécules lipophiles. Leur nature lipidique leur confère biocompatibilité et biodégradabilité, et le contrôle de l'état physique des lipides permet de moduler leurs propriétés d'encapsulation et de relargage.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Anne-Claude COUFFIN : Ingénieur de l'ENSC de Montpellier - Docteur de l'université Montpellier II - Ingénieur chercheur au CEA-Léti, au sein du département des technologies pour la biologie et la santé
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Thomas DELMAS : Ingénieur ESPCI - Docteur de l'université Pierre et Marie Curie (Paris VI) - Ingénieur chercheur chez CAPSUM
INTRODUCTION
Les nanotechnologies dédiées aux applications médicales sont définies aujourd'hui sous le terme de « nanomédecine ». Cette discipline exploite, à l'échelle nanométrique, les propriétés physiques, chimiques et/ou biologiques des matériaux, souvent différentes de celles observées à l'échelle micro- ou macroscopique. La nanomédecine offre de nouveaux espoirs pour la prévention, le diagnostic précoce et fiable, et le traitement de nombreuses maladies. Ainsi, les trois grands domaines d'applications de la nanomédecine sont le diagnostic in vitro ou in vivo, la thérapie et la médecine régénérative. Cette science a vu le jour il y a plus de 40 ans, même si elle ne portait pas le nom de nanomédecine, par la découverte des liposomes par Bangham. Son essor a bénéficié des concepts issus des nanotechnologies impliquant une pluridisciplinarité des champs de recherche comme la chimie (organique, inorganique et polymère), la physico-chimie et les sciences pharmaceutiques et médicales (pharmaciens et cliniciens).
Dans la délivrance de principes actifs, les nanotechnologies développées doivent répondre aux exigences de la vectorisation, c'est-à-dire le besoin d'une meilleure orientation des principes actifs vers leur site d'action biologique, afin d'en augmenter l'efficacité et d'en réduire la toxicité. Pour répondre à cette problématique, des systèmes particulaires, de taille nanométrique et de type colloïde résultant de l'auto-assemblage de molécules biodégradables sont ainsi développés. Faisant office de cargos pour le transport, la délivrance et le ciblage de principes actifs, ils sont souvent nommés nanovecteurs, nanocargos et plus récemment rassemblés sous le terme « nanomédicaments ». Aujourd'hui, on dénombre une trentaine de nanomédicaments approuvés aux États-Unis et plus largement dans le monde, une centaine d'essais cliniques impliquant des nano-objets.
Les nanoparticules utilisées en nanomédecine peuvent être répertoriées en deux grandes familles : les nanoparticules organiques et les nanoparticules inorganiques. Parmi les nanoparticules organiques, celles à base de lipides ont été les premières développées (liposomes) puisqu'étant composées de lipides naturels, déjà présents en quantité et de manière étendue dans l'organisme, leur conférant ainsi biocompatibilité et biodégradabilité. Tirant parti de cette similitude avec le milieu vivant, une catégorie de systèmes lipidiques a été développée et fera l'objet de cet article.
Ce dossier a pour but de présenter :
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les différents systèmes lipidiques développés en recherche et en clinique ;
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les nanoémulsions lipidiques en décrivant leurs méthodes de fabrication, ainsi que leurs domaines de formulation et de stabilité ;
les paramètres principaux gouvernant leurs propriétés d'encapsulation/relargage de molécules d'intérêt diagnostique ou thérapeutique, ainsi que leur comportement d'interaction avec le milieu biologique ;
des exemples d'applications biomédicales dans le cadre de la délivrance de médicaments par voies orale et parentérale, ainsi que dans le cadre de l'imagerie médicale.
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2. Systèmes lipidiques développés en recherche et en clinique
2.1 Liposomes
Pionniers des systèmes lipidiques, les liposomes ont été formulés pour la première fois par Bangham en 1964 comme outils de caractérisation dans l'étude de la dynamique des membranes biologiques . Le concept d'utiliser ces vésicules en tant que systèmes de délivrance à la cellule repose sur la possibilité de fusion entre ces vecteurs et les membranes cellulaires visées.
Dans sa forme la plus simple, un liposome est une vésicule de cœur aqueux, dont la membrane, sous forme de bicouche lipidique, est constituée de phospholipides s'auto-assemblant en milieu aqueux (figure 1).
Les phospholipides les plus couramment utilisés sont les phosphatidylcholine (PC) et phosphatidyléthanolamine (PE) (de charge neutre) ou les phosphatidylsérine et phosphatidylinositol (chargées négativement).
De cœur aqueux, ces vésicules présentent un intérêt particulier pour l'encapsulation de principes actifs hydrophiles. Cependant, des molécules hydrophobes peuvent également y être transportées par insertion dans la bicouche. La structure conventionnelle de ces vésicules a considérablement évolué depuis leur premier développement grâce à l'ajout de lipides synthétiques, de polymères ou de tensioactifs ayant des propriétés particulières (sensibles au pH, à la température, à la lumière ou aux enzymes). Dans ce cadre, l'enchâssement de ces molécules permet de déstabiliser l'édifice liposomale, déclenchant le relargage du principe actif véhiculé soit par stimulus extérieur, soit par l'environnement biologique favorable ...
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Systèmes lipidiques développés en recherche et en clinique
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - MOSS (G.), SMITH (P.), TAVERNIER (D.) - Glossary of class names of organic compounds and reactive intermediates based on structure. - In IUPAC Recommendations 1994, I.U.o.P.a.A. Chemistry, Editor (1994).
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(3) - JANNIN (V.), MUSAKHANIAN (J.), MARCHAUD (D.) - Approaches for the development of solid and semi-solid lipid-based formulations. - Advanced Drug Delivery Reviews, 60(6), p. 734-746 (2008).
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(4) - FANG (J.), NAKAMURA (H.), MAEDA (H.) - The EPR effect : Unique features of tumor blood vessels for drug delivery, factors involved, and limitations and augmentation of the effect. - Advanced Drug Delivery Reviews, 63(3), p. 136-151 (2012).
-
(5) - MATSUMURA (Y.), MAEDA (H.) - A new concept of macromolecular therapeutics in cancer chemotherapy : mechanism of tumoritropic accumulation of proteins and the antitumor agent smancs. - Cancer Research,...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
CNRS sagascience : dossier vectorisation http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosnano/decouv/vecto/vecto.htm
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NANOSAFE : utilisation et la production de nanomatériaux http://www.nanosafe.org
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