Vectorisation d'ARN par voie orale et parentérale

RNA vectorization by oral and parenteral routes

• Auteur / Autrice : Thomas Stalder
• Direction : Arnaud Beduneau, Hélène Martin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie, personnels enseignants et hospitalier en sciences du médicament et des autres produits de santé
• Date : Soutenance le 13/12/2024
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Interactions hôte-greffon-tumeur et ingénierie cellulaire et tissulaire (RIGHT) (Besançon) - Interaction hôte-greffon-tumeur, ingénierie cellulaire et génique
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-2024)
• Jury : Président / Présidente : Lucine Vuitton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franceline Reynaud
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kawthar Bouchemal, Giovanna Lollo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vaccination

Alginates

Cancer

Maladies inflammatoires chroniques de l'intestin

Particules (matière)

ARN messagers

Petits ARN interférents

Nanoparticules lipidiques

Mots clés libres

Nanoparticules Lipidiques

PARNi

ARNm

Microparticules

Mici

Cancer

Lipid Nanoparticles

SiRNA

Mrna

Microparticles

Ibd

Résumé

Les stratégies à base d’ARN ont prouvé leur efficacité chez l’Homme pour le traitement de maladies métaboliques ou la vaccination préventive. Leur transfert en clinique n’aurait pu se faire sans leur vectorisation par des nanoparticules lipidiques (LNPs), garantissant leur stabilité et facilitant leur transfection. Ce travail de thèse a consisté à mettre au point des systèmes de délivrance d’ARN pour le traitement des maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI) et du cancer. Une forme galénique constituée de microparticules d’alginate gastrorésistantes (MPs) a été développée afin d’administrer par voie orale des LNPs chargées en petits ARN interférents pour le traitement local des MICI. Ces MPs ont montré leur efficacité sur un modèle préclinique de colite après administration par voie orale. Leurs propriétés gastrorésistantes et la libération colonique des LNPs ont été démontrées. La présence des MPs et des LNPs a été observée spécifiquement au niveau des zones intestinales inflammées. Des LNPs chargées en ARN messager ont également été développées pour la vaccination antitumorale. Certains ARNm ont été co-encapsulés avec un inhibiteur de la voie Nonsense Mediated mRNA Decay, afin de renforcer la réponse immunitaire dirigée contre la tumeur. Des résultats pré-cliniques prometteurs ont été obtenus en vaccination préventive alors que la vaccination thérapeutique n’a pas eu d’effet sur la croissance tumorale malgré l’activation des lymphocytes CD8. Enfin, les mécanismes d’internalisation des LNPs ont été étudiés afin d’adapter leurs propriétés physicochimiques et leur composition à la cible cellulaire.

RNA-based strategies have proven effective in humans for the treatment of metabolic diseases or preventive vaccination. Their clinical translation would not have been possible without their delivery through lipid nanoparticles (LNPs), which ensure their stability and facilitate their transfection. This thesis work involved the development of RNA delivery systems for the treatment of inflammatory bowel diseases (IBD) and cancer. A drug form consisting of gastro-resistant alginate microparticles (MPs) was developed to enable the oral delivery of small interfering RNA-loaded LNPs for local treatment of IBD. These MPs demonstrated their effectiveness in a preclinical colitis model after oral administration. Their gastro-resistant properties and colonic release of LNPs were confirmed. The presence of MPs and LNPs was specifically observed in inflamed intestinal areas. RNA-loaded LNPs were also developed for tumor vaccination. Certain mRNAs were co-encapsulated with an inhibitor of the Nonsense Mediated mRNA Decay pathway to enhance the immune response against the tumor. Promising preclinical results were obtained in preventive vaccination, whereas therapeutic vaccination had no effect on tumor growth despite CD8 lymphocyte activation. Finally, the internalization mechanisms of LNPs were studied to adapt their physicochemical properties and composition to the target cell.