Polymeric nanoparticles for the treatment of lung infectious diseases

Nanoparticules polymériques pour le traitement de maladies infectieuses pulmonaires Les maladies infectieuses ont de tout temps constitué une menace pour l'humanité. La preuve en a encore été faite récemment par la pandémie de COVID-19 (COronaVIrus Disease 2019). Cependant, cette dernière a également mis en avant le potentiel des nanotechnologies pour le développement de thérapies innovantes, grâce aux vaccins contenant des nanoparticules (NPs) pour la protection et la vectorisation d'ARN messager. Ce travail explore le potentiel de NPs de PLGA (acide poly(lactique-co-glycolique)) pour le traitement de deux maladies pulmonaires : la tuberculose, un mal vieux de plusieurs millénaires ainsi que la maladie infectieuse la plus meurtrière actuellement, et le COVID-19, la deuxième pandémie de ce siècle.Pour commencer, un travail de recherche bibliographique s'intéresse à la physiopathologie et au traitement de Mycobacterium tuberculosis (Mtb), mais surtout à l'évolution des NPs depuis trente ans pour l'optimisation de la thérapie antituberculeuse. Cette revue, publiée dans Pharmaceutics en 2023, met en exergue les NPs et antibiotiques les plus étudiés pour y parvenir, et donne des pistes sur l'avenir des traitements personnalisés.Pour l'étude des NPs de PLGA préparées, une technique de caractérisation, la NTA (nanoparticle tracking analysis), est détournée de son usage originel pour l'exploration des interactions cellules-NPs. En effet, les NPs sont incubées avec des cultures cellulaires avant que les surnageants ne soient analysés par NTA, permettant ainsi de quantifier leur internalisation au cours du temps. Un tel usage, détaillé dans un article paru dans l'International Journal of Pharmaceutics en 2021, n'avait jamais été décrit dans la littérature auparavant.Le potentiel des NPs pour le ciblage de Mtb est ensuite exploré. In vitro, il s'avère que les NPs sont préférentiellement internalisées par les cellules infectées par rapport aux cellules non-infectées. En outre, il existe une corrélation positive entre le nombre de bactéries intracellulaires et le nombre de NPs capturées. In vivo, chez la souris, une seule injection de NPs en intranasal permet de cibler l'organe d'intérêt (les poumons), le type cellulaire d'intérêt (les macrophages alvéolaires, siège de l'infection par Mtb), ainsi que les cellules infectées par rapport aux cellules non-infectées, les premières capturant trois fois plus de NPs en moyenne que les secondes. Ces résultats ont fait l'objet d'un article actuellement en cours de révision.Enfin, une étude est menée pour encapsuler et solubiliser une molécule active au sein des NPs pour le traitement du COVID-19. Un travail d'optimisation permet d'obtenir un taux d'encapsulation de 98,3%, une charge de 24,9%, et une concentration dans l'eau de 5 mg/mL pour cette molécule hydrophobe. Son mécanisme de libération est également étudié. Chez la souris et chez le hamster, il apparaît que quelques injections en intranasal seulement permettent de réduire la charge virale pulmonaire de 1,4 log10/mL, avec une toxicité très limitée. Par ailleurs, il est démontré chez la souris que la molécule encapsulée empêche l'inflammation pulmonaire habituellement associée au COVID-19. Cette étude, qui sera prochainement soumise pour publication, pose les bases d'une thérapie post-infection pour les sujets les plus vulnérables face au virus. D'autres résultats non-inclus dans l'article, par ailleurs, s'intéressent à différentes formulations de NPs pour influer sur la libération de la molécule et prolonger son activité antivirale et anti-inflammatoire in vivo. L'ensemble de cette étude a fait l'objet d'un dépôt de brevet en 2023.En conclusion, ce travail démontre le potentiel des NPs de PLGA pour le traitement de deux des maladies infectieuses pulmonaires les plus meurtrières actuellement, et offre des perspectives pour des études futures.