Formulation et caractérisation de nanosystèmes lipidiques innovants pour le traitement des intoxications cutanées et oculaires à un agent vésicant

Pharmaceutical formulation and characterization of innovative lipidic nanosystems for the treatment of cutaneous and/or ocular poisoning by a vesicant agent

• Auteur / Autrice : Bérangère Dessane
• Direction : Sylvie Crauste-Manciet, Valérie Desvergnes
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et Technologies pour le vivant
• Date : Soutenance le 02/12/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ARNA Acides Nucléiques : Régulations Naturelle et Artificielle (2016-....)
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Berque-Bestel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Lagarce
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Valérie Sautou, Odile Chambin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Prévention

Gaz moutarde

Mots clés libres

Nanosystèmes lipidiques

Formulation galénique

Drug delivery

Lipidic nanosystems

Pharmaceutical formulation

Drug delivery

Résumé

L’ypérite est un agent vésicant provoquant de graves lésions cutanées et oculaires qui représente toujours aujourd'hui une menace terroriste. Plus de 100 ans après sa première utilisation, aucun antidote n’a encore été découvert. Dans ce contexte, le projet NEOMAY propose la conception d’une formulation galénique innovante de nanoémulsion multiple H/L/H véhicule de principes actifs dont la phase huileuse interne et la phase aqueuse externe ont été gélifiées constituant un nanosystème de type ''nano(émul)bigel''. Le nanosystème a été conçu pour permettre l'incorporation simultanée de principes actifs hydrophiles et lipophile constituant ainsi un véhicule de principes actif tout-en-un. Le caractère innovant de ce nanosystème lipidique réside dans la double gélification et notamment la gélification de la phase huileuse grâce à un nucléolipide oléogélifiant issu d'une synthèse originale. Aucun oléogel de ce type n'a été décrit dans la littérature. Le développement et l'incorporation d'un tel composé comme excipient dans une formulation de type nanoémulsion représentait donc un défi. La caractérisation des propriétés gélifiantes et l’étude rhéologique de ce composé ont permis de déterminer les concentrations optimales pour pouvoir l’intégrer dans des formulations de nanoémulsions simples de type L/H nanoémulgels puis dans des systèmes multiples H/L/H pour former le ''nano(émul)bigel''. L'absence de toxicité cellulaire a été démontrée in vitro sur des kératinocytes immortalisés. Le process optimisé d’obtention des systèmes multiples a reposé sur le développement d’un procédé d’émulsification haute énergie avec une gélification séquentielle des différentes phases. Pour la gélification de la phase aqueuse externe, le choix s'est orienté sur un hydrogélifiant connu, le Poloxamère 407. Différentes méthodes de caractérisation de ces systèmes ont été explorées. Enfin la recherche d'effets thérapeutiques de ces nanosystèmes lipidiques gélifiés et chargés en principes actifs a été réalisée in vivo sur un modèle murin original de brûlure cutanée à l’ypérite spécialement développé par l'IRBA. Les premiers résultats semblent montrer amélioration tardive de la cicatrisation.

Mustard gas is a blistering agent that causes severe skin and eye damage and is still a terrorist threat today. More than 100 years after its first use, no antidote has yet been discovered. In this context, the NEOMAY project proposes the design of an innovative galenic formulation of a multiple W/O/W nanoemulsion as a vehicle for active ingredients, in which the internal oil phase and the external water phase have been gelled to form a ''nano(emul)bigel''. The nanosystem was designed to allow simultaneous incorporation of hydrophilic and lipophilic active ingredients, thus constituting an all-in-one vehicle. The innovative character of this lipidic nanosystem lies in the double gelation and in particular the gelation of the oily phase thanks to an oleogelator nucleolipid resulting from an original synthesis. Such an oleogel has not been described in the literature to date. The development and incorporation of such a compound as an excipient in a nanoemulsion formulation was therefore a challenge. Characterization of gelling properties and rheological study of this compound made it possible to determine the optimal concentrations to integrate it into simple nanoemulsion formulations of the O/W nanoemulgel and subsequently into multiple W/O/W systems to form a ''nano(emul)bigel''. The absence of cellular toxicity was demonstrated in vitro on immortalized keratinocytes. The development of a high energy emulsification process with sequential gelling of the different phases has led to an optimized process for obtaining multiple systems. The well-known hydrogelator, Poloxamer 407, allowed the external aqueous phase gelation. Different methods were explored to fully characterize these systems. Finally, in vivo investigations on an original model of mice burned by mustard, specially developed by IRBA, have been carried out to evaluate the therapeutic effects of these gelled lipid nanosystems loaded with active ingredients. The first results seem to show a delayed improvement in healing.