Auto-assemblages à base de polypeptides sensibles au pH en tant que supports de délivrance de médicaments et de gènes

Abstract

Cette thèse, nous avons conçu et synthétisé différents copolymères biocompatibles auto-assemblés par copolymérisation par ouverture de cycle (coROP) de trois différents N-hydroxycarboanhydride (NCA) d’alpha-aminoacides, avec du poly(oxyde d'éthylène) (POE-NH2) comme macro-amorceur, formant un bloc hydrophile. Différents degrés de polymérisation du POE ont été utilisés (DP=17,46,114), et la composition du bloc copolypeptidique amphiphile a été ajustée par coROP de l'acide L-glutamique anionique ou de la L-lysine cationique, qui apportent une charge dépendante du pH, et du comonomère L-phénylalanine dont les unités aromatiques apportent des interactions d'empilement pi-pi et servent de réservoir hydrophobe pour l'encapsulation d’un médicament. Différentes morphologies, micelles en forme de bâtonnet, nano-objets de forme ronde et structures vésiculaires, ont été obtenues via différentes techniques d'auto-assemblage (dissolution directe, nano-précipitation, dialyse directe ou hydratation directe dans l'oligo(éthylène glycol)), puis leurs propriétés physico-chimiques détaillées et leur structure ont été étudiées par un panel de méthodes de caractérisation (diffusion de la lumière, des rayons X ou des neutrons, microscopie atomique ou électronique, dichroïsme circulaire...). Les POE-block-copolypeptides à base de poly(acide L-glutamique-co-L-phénylalanine) permettent l'encapsulation et la libération de la curcumine, qui est un médicament antioxydant, anticancéreux et anti-inflammatoire (pléiotrope) très peu soluble dans l'eau, grâce à des interactions hydrophobes avec le bloc copolypeptidique contenant de la L-phénylalanine. Les nano-objets chargés de curcumine ont été formulés par nano-précipitation ou hydratation directe, et leur efficacité a été évaluée préliminairement in vitro par un test de cytotoxicité (MTT) sur des cellules HeLa natives. L'auto-assemblage de copolymères à bloc POE de poly(L-Lysine-co-L-phénylalanine) portant une charge de surface positive à pH neutre a également été étudié dans de l'eau et des solutions tampons de pH avec des techniques de caractérisation similaires. Dans le cadre d'une autre étude, des vésicules complexes polyioniques, également appelées PICosomes dans la littérature, ont été préparées à partir d'une paire de copolymères à bloc POE de charge opposée obtenus dans les chapitres précédents. Les PICosomes ont été caractérisés par la diffusion dynamique de la lumière (DLS), la diffusion de la lumière multi-angles (MALS) et également par la microscopie électronique à transmission (TEM). Dans notre étude, des complexes polyioniques avec de petits ARN interférents (siRNA) ont été préparés et leur activité d'inhibition de gène a été étudiée sur des cellules HeLa-Luc par des essais de bioluminescence in vitro (ces cellules exprimant le gène de la luciférase de la luciole). Dans une dernière partie de la thèse, nous avons synthétisé un autre type de copolymères amphiphiles, à savoir les copolymères séquencés POE-b-PTMC (poly(oxyéthylène-b-poly(triméthylènecarbonate)) qui sont semi-cristallins, biodégradables et biocompatibles. Ensuite, des nanoparticules magnétiques de différents diamètres, recouvertes d'un revêtement hydrophobe, ont été chargées dans leurs membranes afin de préparer des polymérosomes entièrement biodégradables, dotés d'une double réponse magnétique et thermosensible, pour des applications d'administration contrôlée de médicaments.