Les syst`emes organiques de vectorisation du cisplatine

Parmi les nano-syst`emes organiques pr´esent´es pr´ec´edemment, quatre d’entre eux ont ´et´e utilis´es pour la vectorisation du cisplatine. Il s’agit des liposomes, des micelles polym´eriques, des nanoparticules de copolym`ere et des nanocapsules. L’encapsulation du cisplatine dans ces

11. Nucleoside Excision Repair 12. MisMatch Repair

nano-syst`emes ayant fait l’objet de nombreuses ´etudes, nous nous contenterons de pr´esenter pour chaque type de nanovecteurs les articles les plus marquants.

1.5.5.1 Les liposomes

Les liposomes sont des v´esicules artificielles form´ees par auto-association d’une ou plusieurs bi-membranes phospholipidiques. Ces structures collo¨ıdales renferment une phase interne aqueuse, ce qui leur permet de v´ehiculer des anticanc´ereux hydrophiles. Des anticanc´ereux lipophiles peuvent aussi ˆetre transport´es dans leur membrane.

L’une des formulations liposomales la plus ´etudi´ee pour la vectorisation du cisplatine est le lipoplatineTM (Figure 1.30). Cette nanoparticule d’environ 110 nm de diam`etre, est compos´ee de lipides tels que la phosphatidyl-choline, le cholest´erol, le dipalmitate phosphatidylglyc´erol

(DPPG) et le m´ethoxy-PEG phosphatidyl´ethanolamine (mPEG2000-DSPE). Le lipoplatine est

compos´e de 8,9% cisplatine et 91,1% lipides (m/m) et poss`ede une demi-vie plasmatique longue estim´ee `a 120 heures [239]. Une concentration en platine deux cents fois sup´erieure au cisplatine libre est retrouv´ee dans les tumeurs solides des patients trait´es par le lipoplatine. De surcroˆıt, les ´evaluations en phase clinique I, II et III ont montr´e que cette formulation a une activit´e similaire au cisplatine pour les cancers du pancr´eas, du poumon, du cou et de la tˆete, et permet de r´eduire consid´erablement sa toxicit´e, notamment sa n´ephrotoxicit´e [8, 9].

110 nm

FIGURE 1.30 : Repr´esentation sch´ematique d’une nanoparticule PEGyl´ee de LipoplatinTM. Le cisplatine est repr´esent´e par la sph`ere bleue. D’apr`es [9].

N´eanmoins, ce syst`eme pr´esente l’inconv´enient d’un faible taux de chargement puisqu’il faut injecter dix ´equivalents de lipides pour atteindre la concentration de traitement en cisplatine.

1.5.5.2 Les micelles polym´eriques

Les micelles polym´eriques sont constitu´ees de copolym`eres s´equenc´es amphiphiles qui s’auto-assemblent pour former une structure nanom´etrique comprise entre 100 et 300 nm. Le cœur des micelles est hydrophobe tandis que leur surface est hydrophile, ce qui permet l’encapsulation des anticanc´ereux hydrophobes.

Nishiyama et al. ont pr´epar´e des micelles polym´eriques incorporant du cisplatine `a partir de la formation de liaisons de coordination entre les fonctions carboxyliques des glutamates

1.5. Vectorisation du cisplatine

d’un copolym`ere diblocs, poly(´ethyl`ene glycol)-poly(acide glutamique), et l’atome de platine (Figure 1.31) [334]. Complexe cisplatine-polymère Libération du cisplatine PEG P(Glu) Milieu physiologique Zmoyen : 28 nm PDI : 0,07

FIGURE 1.31 : M´ethode de synth`ese des micelles polym´eriques contenant le CDDP. A) Structure chimique du CDDP et B) du copolym`ere diblocs PEG-P(Glu), C) structure chimiques du nano-syst`eme CDDP-P(Glu)-PEG, D) lib´eration du CDDP en milieu physiologique. D’apr`es [334].

Ces nano-objets ont un diam`etre hydrodynamique moyen de 28 nm et une distribution en taille ´etroite (PDI = 0,07). Le taux de platine incorpor´e est tr`es ´elev´e et est ´egal `a 39% (m/m). Les nanoparticules sont stables dans l’eau d´emin´eralis´ee mais se d´esagr`egent rapidement en pr´esence d’une forte concentration en ions chlorures (150 mM), r´eg´en´erant ainsi le cisplatine (Figure 1.31). Apr`es 8 heures dans le milieu sanguin, 60% de la dose inject´ee de platine est lib´er´ee des micelles. N´eanmoins, une dose 20 fois sup´erieure `a celle du cisplatine seul se retrouve au niveau des tissus tumoraux apr`es 24 heures d’injection par voie intraveineuse.

1.5.5.3 Les nanoparticules de copolym`ere (PLGA-PEG)

Les nanoparticules de copolym`ere PLGA-PEG poss`edent un cœur solide et sont compos´es d’un polym`ere hydrophobe, le poly(acide lactic-co-glycolique) (PLGA) et d’un polym`ere hydrophile, le PEG. Dans ces cas, l’anticanc´ereux fait partie int´egrante de la chaˆıne lat´erale du polym`ere.

Dhar et al. ont synth´etis´e une prodrogue `a base de platine(IV) donnant lieu apr`es r´eduction par des r´eductases du milieu intracellulaire au cisplatine (Figure 1.32) [254]. Cette prodrogue, plus hydrophobe que le cisplatine, est ensuite int´egr´ee par pr´ecipitation `a des nanoparticules de copolym`ere PLGA-PEG (Figure 1.32). La surface des nanoparticules est fonctionnalis´ee par un aptam`ere PSMA (prot´eine membranaire de type II) afin de cibler le domaine extracellulaire des cellules canc´ereuses de la prostate. L’utilisation d’un compos´e plus hydrophobe que le cisplatine permet d’augmenter le taux d’encapsulation de 3% `a 18% (m/m) [254, 335]. En fonction du pourcentage massique du pr´ecurseur Pt(IV), le diam`etre hydrodynamique moyen passe de 132 `a 172 nm, le PDI de 0,17 `a 0,48 et le taux de chargement de 0,05 `a 18,4%. Des tests de cytotoxicit´e in vitro r´ealis´es sur des cellules ´epith´eliales prostatiques montrent que les valeurs des concentrations inhibitrices 50 (IC50) par rapport `a la concentration en platine valent 0,03 -0,13 et 2,4 µM, respectivement pour les particules Pt-NPs-Apt, Pt-NPs et pour le pr´ecurseur Pt(IV).

Aptamère PSMA EDC/NHS PLGA-COOH PLGA-C-NH-PEG-COOH = O EDC/NHS H₂N-PEG-COOH PLGA-C-NH-PEG-COOH 1 Nano-précipitation PLGA-PEG Pt-NPs Pt-NPs-Apt Z_moyen : 132 – 172 nm PDI : 0,17 – 0,48 Réduction intracellulaire

FIGURE 1.32 : M´ethode de synth`ese des nanoparticules de copolym`ere `a base de poly(acide lactic-co-glycolique) (PLGA) et de PEG. Abr´eviations : PSMA, antig`ene membranaire prostatique sp´ecifique ; EDC, (1-ethyl-3-[3-dimethylaminopropyl]carbodiimide hydrochloride) ; NHS, N-hydroxysuccinimide. D’apr`es [254].

1.5.5.4 Les nanocapsules

L’´etude de r´ef´erence portant sur l’encapsulation du cisplatine dans des nanocapsules a ´et´e r´ealis´ee par Burger et al. en 2002 (Figure 1.33) [336]. Ces nanocapsules, form´ees par plusieurs cycles de chauffage (55◦C)-refroidissement (-70◦C) d’une solution aqueuse concentr´ee de cisplatine en pr´esence d’un phospholipide charg´e n´egativement (le 1,2-diol´eoyl-sn-glyc´ero-3-phosphos´erine, DOPS), pr´esente un rapport molaire cisplatine/lipide exceptionnellement ´elev´e et ´egal `a 1100% (11/1).

100 nm

(a) (b)

(c)

FIGURE 1.33 :(a) M´ecanisme de formation et mode d’action des nanocapsules, (b) test de cytotoxicit´e sur des cellules du carcinum ovarien humain : triangle, nanocapsules ; carr´e plein ou vide, cisplatine avec ou sans cycles de cong´elation et d´econg´elation ; pointill´es, lipides, (c) image de cryomicroscopie ´electronique des nanocapsules. D’apr`es [336].

Par rapport au cisplatine seul, l’activit´e cytotoxique in vitro de ces nanocapsules est mille fois sup´erieure. Leur concentration inhibitrice 50 (IC50) est ´egale `a 2 nM, contre 0,5 µM pour le cisplatine seul (Figure 1.33(b)). Mˆeme sans PEGylation, ces nanocapsules pr´esentent un temps de demi-vie plasmatique ´elev´e, ´egal `a 6,5 heures. L’image de cryo-microscopie de la

1.5. Vectorisation du cisplatine

Figure 1.33(c) r´ev`ele des nanoparticules d’environ 100 nm de longueur. Le m´ecanisme de formation semble impliquer les esp`eces native, mono- et di-aqua du cisplatine ainsi que leur interaction ´electrostatique avec le phospholipide charg´e n´egativement, le DOPS. Au cours des cycles de chauffage-refroidissement, les esp`eces hydrat´ees (plus solubles que les esp`eces natives) se trouvent dans l’eau liquide r´esiduelle, tandis que les esp`eces natives se retrouvent dans l’eau congel´ee. Ainsi, des agr´egats de cisplatine sont form´es progressivement puis pi´eg´es par les nanocapsules (Figure 1.33(a)). A l’int´erieur des nanocapsules, le cisplatine est pr´esent `a 90% sous sa forme native. Ces formulations ne sont en revanche pas stables dans le s´erum de souris puisque 80% du cisplatine se retrouve dans le s´erum apr`es 1 minute d’incubation `a 37◦C [337].