Vectorisation des analogues de nucléosides pour le traitement des métastases

par Roudayna Diab

Thèse de doctorat en Pharmacie galénique

Sous la direction de Hatem Fessi.

Soutenue le 02-12-2009

à Lyon 1 , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec Laboratoire de Chimie et Procédés de Polymérisation (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Paul Klein.

Le jury était composé de Philippe Maincent, Yves Chevalier.

Les rapporteurs étaient Jean-Christophe Olivier, Mohamed Skiba.


  • Résumé

    Les analogues de nucléosides (AN), sont des agents importants dans le traitement d’hémopathies malignes et de certaines tumeurs solides. Le catabolisme rapide, la résistance cellulaire au traitement et le grand volume de distribution dans le corps limitent potentiellement l’efficacité thérapeutique des AN. Notre objectif est de concevoir un vecteur permettant un ciblage de ces molécules vers les tissus cancéreux, assurant son internalisation cellulaire et sa protection dans les milieux biologiques. Trois types de vecteurs de taille micronique, submicronique et moléculaire ont été élaborés et caractérisés : microparticules polymériques à base de poly(ε-caprolactone) (PCL), liposomes multilamellaires et complexes d’inclusion de la prodrogue de la cytarabine (Ara-C), qui est active sur certaines lignées cellulaires résistantes à l’Ara-C, l’AraC-SATE (bis(tbutyl-S-acyl-2-thioethyl)-cytidine monophosphate).Les microparticules ont été préparées par la méthode de « double émulsion - évaporation de solvant » en utilisant comme surfactants des copolymères amphiphiles composés de blocs biodégradables de PCL et de blocs bio-éliminables de polyéthylène glycol (PEG). Une série de copolymères mPEG-PCL avec des blocs PCL de différents poids moléculaires a été synthétisée et l’effet de la longueur de chaînes de PCL sur les caractéristiques physico-chimiques des particules a été étudié. Une efficacité d’encapsulation satisfaisante a pu être obtenue, qui a été dix fois plus importante que celle des microparticules à base de PCL seul. Les liposomes ont été préparés par la méthode d’injection d’éthanol. Une étude de formulation a été réalisée afin de sélectionner la formule permettant d’obtenir la meilleure efficacité d’encapsulation. Le test d’internalisation cellulaire et du comportement aérodynamique des liposomes nébulisés ont montré la pertinence des liposomes élaborés pour le ciblage des cellules pulmonaires qui pourrait être d'un grand intérêt pour le traitement des métastases au niveau des poumons.L’encapsulation moléculaire de l’AraC-SATE dans l’hydroxyporpyl-β-cyclodextrine a été réalisée pour augmenter la solubilité apparente de la prodrogue. L’évaluation des complexes sur des cultures de cellules leucémiques murines a montré une activité cytotoxique comparable à celle de la prodrogue indiquant que l’inclusion moléculaire ne modifie pas l’activité biologique de la prodrogue.

  • Titre traduit

    Vectorization of nucleoside analogues for metastasis treatment


  • Résumé

    Nucleoside analogues (NA) are important agents in the treatment of haematological malignancies and solid tumours. Their rapid catabolism, cell resistance and overdistribution in the body jeopardize the NA chemotherapy. Our objective is to design a vector for these molecules targeting cancerous tissue and ensuring its cellular internalization and protection in the biological media. Micro-sized, nano-sized and molecular vectors were developed and characterized: polymeric microparticles of poly (ε-caprolactone) (PCL), multilamellar liposomes and inclusion complexes of the prodrug of cytarabine (Ara-C), which is active on some cell types resistant to treatment, the AraC-SATE (bis(tbutyl-S-acyl-2-thioethyl)-cytidine monophosphate).The microparticles were prepared by the "double emulsion - solvent evaporation" method using as surfactants, amphiphilic copolymers consisting of biodegradable blocks (PCL) and bio-removable blocks (polyethylene glycol, PEG). A series of copolymers mPEG-PCL with PCL blocks of different molecular weights was synthesized and the effect of PCL chain length on the particle physico-chemical properties was studied. Satisfactory encapsulation efficiency could be obtained, which was 10 times greater than that of microparticles prepared with PCL alone. Liposomes were prepared by the ethanol injection method. A formulation study was conducted in order to select the formula having the optimal encapsulation efficiency. Investigations about the cell internalization and the aerodynamic behaviour of the nebulized liposomes showed the relevance of developed liposomes for targeting lung cells that could be of great interest for the treatment of metastases in the lungs. The molecular encapsulation of the AraC-SATE in the hydroxyporpyl-β-cyclodextrin was carried out in order to increase the apparent solubility of the prodrug. The evaluation of inclusion complexes on murine leukemic cell cultures showed a cytotoxic activity comparable to that of the prodrug indicating that the molecular inclusion does not alter the biological activity of the prodrug.


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