Mise en forme et amélioration de la biodisponibilité d'un anticancéreux destiné à la voie orale : exemple du mitotane

Development of microemulsion of mitotane for improvement of oral bioavailabilty

• Auteur / Autrice : David Attivi
• Direction : Stéphane Gibaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
• Date : Soutenance le 05/02/2010
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : EA 3452 Mise en forme et évaluation de matériaux d'intérêt thérapeutique et biologique
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Gibaud, Jean-Claude Chaumeil, Robert Farinotti, Alain Astier, Philippe Maincent, Geneviève Ubeaud-Sequier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Claude Chaumeil, Robert Farinotti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microémulsions

Modes d'administration

Mitotane

Anticancéreux -- Effets secondaires

Anticancéreux -- Administration

Mots clés libres

Mitotane

Microémulsions

Nanocapsules

Microparticules

Pharmacocinétique

Chambre de Ussing-Caco-2

Mitotane

Microemulsions

Nanocapsules

Microparticles

Pharmacokinetics

Ussing Chamber-Caco-2

Résumé

Le mitotane ou o,p'-DDD est un dérivé organochloré très peu soluble dans l'eau. Il est utilisé dans le traitement du cancer corticosurrénalien métastasé ou inopérable (Lysodren®). En thérapeutique, il est nécessaire d'utiliser de fortes doses pour atteindre généralement au bout de trois mois, la mitotanémie efficace. Cela entraine le plus souvent, des effets indésirables gastroduodénaux et neuromusculaires, qui rendent les patients très peu compliants.L'objectif principal de cette thèse est de mettre au point, d'évaluer et de comparer les différentes formulations de mitotane afin d'améliorer la biodisponibilité du mitotane par rapport à la forme conventionnelle Lysodren®. Dans cette optique, le but recherché en clinique humaine serait de concevoir une forme galénique pouvant permettre d'utiliser de faibles doses journalières afin d'éviter les effets indésirables liés à la toxicité cumulative du mitotane. Pour cela, dans le but d'augmenter sa solubilité et de le rendre plus biodisponible, nous avons encapsulé le mitotane sous formes de particules polymériques et de microémulsions.Nous avons préparé des nanocapsules à partir de polymères biodégradables (la poly-epsilon-caprolactone) (PCL) et d'une association de PCL et de polymères non biodégradables (L'Eudragit® RL). Nous avons également préparé des microparticules de PCL et des systèmes autoémulsionnants ou SMEDDS.L'évaluation des caractéristiques physico-chimiques des particules montre des diamètres de 300 nm pour les nanocapsules et pour les microparticules, des diamètres variant de 40 à 76 µm. Le potentiel zêta est négatif pour les particules de PCL et positif pour celles associant les polymères PCL et RL. Pour les microémulsions, les diagrammes pseudoternaires ont permis le choix d'une association comportant du Capryol®, Tween® 20 et Crémophor® EL (33, 33, 33%). Les microémulsions ont un diamètre d'environ 40 nm. Les profils de libération in vitro du mitotane montrent une cinétique rapide et une quantité de mitotane libérée plus importante pour les microémulsions et les formes particulaires par rapport à la forme conventionnelle Lysodren®.De même, la réalisation de la pharmacocinétique à dose unique de 100 mg/kg chez des lapins montre des biodisponibilités relatives de 339% plus importantes pour les microémulsions, 195% pour les nanocapsules et 187% pour les microparticules. La quantification du mitotane absorbé dans des modèles Caco-2 montre une absorption complète du mitotane au bout de 4h lorsque le mitotane est formulé sous forme de microémulsions. Pour les microparticules et les nanocapsules, 50 et 45% de la dose initiale ont été respectivement absorbées par les cellules Caco-2. Cette évaluation sur le modèle Caco-2 a également confirmé le faible taux de passage de la poudre de mitotane (10%). Enfin, la réalisation des études de passage sur des coupes de jéjunum de rat en chambre de Ussing confirme que la quantité de mitotane qui a diffusé à travers la membrane jéjunale à partir des microémulsions est 5 fois supérieure à celle obtenue à partir de la poudre de mitotane.En conclusion, les microémulsions présentent un intérêt comme forme orale pour améliorer la biodisponibilité du mitotane. Elles ont pour avantage de multiplier la biodisponibilité par un facteur 3 chez le lapin et sont de fabrication peu coûteuse. Elles constituent une réelle alternative à la forme conventionnelle Lysodren® disponible actuellement sur le marché européen

Mitotane or o, p'-DDD is a organochlorine drug, very slightly soluble in water. It is used in the treatment of non resectable and metastasized adrenocortical carcinoma (Lysodren®). In therapy, to achieve therapeutic plasma level, high cumulative doses of mitotane were usually used during 3-5 months. This regimen causes gastrointestinal and neuromuscular side effects and make patients to be less compliants.The main objective of this work is to developp differents formulations of mitotane in order to improve the relative bioavailability when compared with conventional form Lysodren®. To shorten this equilibration time and reduce side effects, it's necessary to develop a new formulation. In order to increase mitotane solubility and make it more bioavailable, we encapsulated mitotane in polymeric particles and microemulsions.We prepared nanocapsules with biodegradable polymers (poly-epsilon-caprolactone) (PCL) and an association of PCL and non-biodegradable polymers (Eudragit®RL). We have also prepared PCL microparticles and a Self Microemulsifying Drug Delivery System or SMEDDS.Nanocapsules and microparticles diameters were respectively 300 nm and 40 to 76 µm. The zeta potential is negative for PCL particles wheras particles combining PCL and Eudragit®RL polymers exhibited positive zêta potential. For microemulsions, we investigated by constructing ternary phase diagrams and choosing the optimal formulation consisted of a mixture of Capryol®, Tween® 20 and Cremophor® EL (33, 33, 33%) with an emulsion diameter of 40 nm. The release of mitotane from SMEDDS and particles was higher and faster than from the conventional form Lysodren®.Pharmacokinetics after single-dose of oral mitotane formulations (100 mg/kg) in rabbits showed a 339% increase of relative bioavailability with microemulsions, 195% with the nanocapsules and 187% with the microparticles. Caco-2 cell culture showed a complete absorption of mitotane after 4h with microemulsions. For microparticles and nanocapsules, 50 and 45% of the initial dose, were respectively absorbed by Caco-2 cells. Caco-2 cells evaluation confirmed the low absorption of the mitotane powder (10%). Finally, Ussing chamber showed that microemulsions pass through the intestinal barrier 5 times higher than a solution of mitotane. In conclusion, microemulsions showed improvement of bioavailability of mitotane by a factor 3 in rabbits and could allow cost effective production. Microemulsions are a real alternative to Lysodren® which is currently available on the European market