Tensioactifs d’origine naturelle pour la solubilisation de principes actifs : synthèse, physico-chimie et toxicité

par Nathalie Ménard

Thèse de doctorat en Pharmacotechnie et physico-chimie pharmaceutique

Sous la direction de Elias Fattal.

Le président du jury était Catherine Dubernet.

Le jury était composé de Catherine Passirani, Cécile Poirier, Nicolas Tsapis.

Les rapporteurs étaient Stéphanie Briançon, Christine Charrueau.


  • Résumé

    L’objectif de ce travail de thèse est de développer de nouveaux agents tensioactifs, capables de s’auto-assembler sous forme de micelles permettant de solubiliser les principes actifs insolubles, en vue de leur administration par voie intraveineuse. Cette étude a permis la synthèse, la caractérisation physico-chimique ainsi que l’évaluation toxicologique in vitro et in vivo de nouveaux agents tensioactifs d’origine naturelle. Au cours de cette étude, différentes familles de tensioactifs ont été évaluées. Ces nouveaux agents tensioactifs sont composés d’une partie hydrophobe de type cholestérol, sels biliaires ou lipides, associée via une fonction amide à une partie hydrophile dérivée d’acides aminés tels que la lysine, la glutamine ou l’acide glutamique.Ces travaux expérimentaux ont permis d’étudier l’influence de la flexibilité de la partie hydrophobe sur la capacité de solubilisation des tensioactifs. Cette étude a montré que l’efficacité de solubilisation est reliée à la flexibilité de la partie hydrophobe. L’utilisation d’agents tensioactifs composés d’une chaîne lipidique saturée flexible a permis de solubiliser efficacement le principe actif insoluble avec un taux de charge de 46 % (m/m). Les tensioactifs composés de lipides saturés sont donc plus efficaces en termes de solubilisation que les dérivés de stéroïdes ou de lipides polyinsaturés, moins flexibles. Les études de toxicité ont mis en évidence la relation ente la structure chimique des tensioactifs et leur toxicité, en particulier vis-à-vis des membranes cellulaires. L’introduction de doubles liaisons en configuration cis dans la partie lipidique des tensioactifs permet de diminuer leur interaction avec les membranes cellulaires et donc leur toxicité mais diminue également leur capacité de solubilisation. Le développement de nouveaux agents tensioactifs nécessite donc de trouver un compromis entre la capacité de solubilisation et la toxicité des tensioactifs.

  • Titre traduit

    Natural-based surfactants for drug solubilization : synthesis, physico-chemical properties and toxicity


  • Résumé

    The aim of this thesis was to develop novel surfactants, able to self-assemble into micelles and to solubilize insoluble drugs intented for intravenous injection. Natural-based surfactants were synthesized and their physico-chemical properties were evaluated. In addition, their in vitro and in vivo toxicity were evaluated. Their drug solubilization abitity was also investigated. Three surfactant classes were evaluated. They were composed of a hydrophobic moiety, such as cholesterol, bile salts or lipids, bonded to a hydrophilic moiety, deriving from amino acids, such as lysine, glutamine or glutamic acid, via an amide bond.The influence of surfactant hydrophobic moiety flexibility on drug solubilization ability was evaluated. This study evidenced that solubilization efficiency is related to the surfactant hydrophobic moiety flexibility. The use of surfactants with flexible and saturated lipidic moieties increased drug water solubility with a drug loading of 46 % (w/w). Saturated lipid-based surfactants exhibited a better solubilization efficiency, in comparison with steroid-based surfactants or poly-unsaturated-based surfactants. Toxicity studies evidenced the relation between surfactant chemical structure and their toxicity, in particular with cell membranes. The introduction of double bond in cis configuration in surfactant lipidic moiety decreased their interaction with cell membranes and thus their toxicity. In addition, this chemical modification also decreased their solubilization ability. To develop novel surfactants, it is thus necessary to take into account drug solubilization ability and toxicity of surfactants.


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