Synthèse et évaluation in vivo de microparticules d'hydrogel

Jean-François, Jacques (2004). « Synthèse et évaluation in vivo de microparticules d'hydrogel » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en biochimie.

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Résumé

Des microparticules d'hydrogel ont été synthétisées par une émulsion eau dans huile sous agitation mécanique. Elles résultent de la réticulation chimique de poly(éthylène glycol) et d'albumine de diverses sources (boeuf, rat). Leur diamètre varie entre 3 et 50µm et leur contenu en eau (EWC) oscille entre 95 et 98%. La vitesse d'agitation mécanique et la masse moléculaire du poly(éthylène glycol) utilisé pour la synthèse sont les deux paramètres les plus importants déterminant la taille des microparticules. Ces dernières possèdent une charge de surface négative, se dispersent très bien et sont stables à 4°C pour des périodes de 1 à 10 mois. Des microparticules de diamètre 3 et 10µm ont été synthétisées par la méthode d'émulsion et marquées à l'iode-125 pour étudier leur biodistribution et leur temps de résidence dans la circulation sanguine chez le rat mâle Sprague Dawley. Les microparticules de 10µm, administrées par injection intraveineuse, se retrouvent à plus de 90% dans le poumon et sont absents de la circulation sanguine. Quatre-vingt % des particules de 3µm se retrouvent au foie mais leur temps de résidence dans la circulation est très faible. Le mécanisme de capture de ces microparticules de 3µm est renversé par des injections multiples de ces microparticules qui induit une saturation du mécanisme de capture ou en incubant au préalable les microparticules dans du Triton X-100. Des modifications chimiques de surface (amination, pegylation, lipidation) de microparticules de 31lm incubées dans du Triton X-100 n'ont pas altéré significativement la biodistribution cependant la clairance sanguine semble être affectée par la charge de surface ou potentiel zêta. Ainsi les particules aminées qui ont le plus faible potentiel zêta (-11 mV) résident plus longtemps dans la circulation sanguine que les particules pegylées (-18mV). La présence du surfactant Triton X-100 est nécessaire cependant pour retrouver les temps de demi-vie élevés allant de 6 à 8 heures chez le rat. Les études de biocompatibilité effectuées dans la cavité péritonéale du rat avec les particules natives ou modifiées chimiquement ont montré des réponses similaires à celles d'une solution saline au niveau des marqueurs de l'activation des macrophages péritonéaux. La seule différence significative notée se retrouve au niveau de l'activité phagocytique supérieure des macrophages péritonéaux isolés des rats traités avec des microparticules natives, pegylées ou lipidées de 3µm. Les macrophages isolés des rats traités avec des microparticules aminées possèdent par contre une activité phagocytique significativement moindre comparativement à ceux provenant de rats injectés avec du salin. L'administration de microparticules natives de 3µm marquées à l'iode-125 par instillation intratrachéale a montré une distribution non-uniforme dans les lobes pulmonaires du rat. On observe une accumulation préférentielle dans le poumon gauche avec une activité spécifique de 84nCi/g de tissu. Une étude de biocompatibilité pulmonaire effectuée à une dose de 133mg de matériel humide/kg d'animal n'a décelé aucun effet adverse au niveau des divers marqueurs de l'inflammation pulmonaire chez le rat normal. La seule exception se situe au niveau de l'activité phagocytique significativement inférieure des macrophages alvéolaires isolés des rats traités avec des microparticules problablement dû à un phénomène de saturation. A cause de leur diamètre de 3µm et la faible réponse pulmonaire suite à leur administration, ces microparticules constituaient un vecteur idéal pour évaluer l'efficacité in vivo de l'insuline. Des rats diabétiques ont été traités par une instillation unique de microparticules de 3µm chargées d'insuline (5.4lU); 3 heures après l'injection, la glycémie résiduelle se situait à 20% et se maintenait à cette valeur pour la durée de l'expérience soit huit heures. A doses similaires, une solution d'insuline administrée par instillation ou par voie sous-cutanée revenaient à des valeurs normales 3 à 4 heures après le début du traitement. Les rats provenant de cette étude et sacrifiés 7 jours après le traitement ont subi un lavage bronchoalvéolaire. L'examen des marqueurs de l'inflammation pulmonaire chez des rats diabétques traités avec des microbilles vides (Groupe 3) ou des microbilles chargées avec de l'insuline (Groupe 4) montre une augmentation significative du nombre de cellules, de l'activité LDH et de l'activité phagocytaire des macrophages péritonéaux par comparaison au Groupe 1 composé de rats sains et instillés avec une solution saline. La comparaison avec d'autres groupes contrôles souligne l'influence de l'état diabétique sur la réponse observée au niveau des différents marqueurs de l'inflammation pulmonaire. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet concordent pour démontrer que les microparticules hydrophiliques à base de PEG-albumine possèdent certaines des propriétés requises pour leur utilisation in vivo. Elles sont versatiles à cause de la simplicité de la synthèse et de la capacité à moduler leur taille ou leur chimie de surface en fonction d'applications spécifiques. Elles sont hautement hydrophiles et biocompatibles chez le rat. Et finalement, comme l'étude par voie pulmonaire chez le rat diabétique l'a démontré, ces microparticules représentent des vecteurs intéressants pour l'administration de protéines ou peptides thérapeutiques par cette voie d'administration encore peu exploitée.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Mots-clés: Hydrogel, Synthese chimique, Libération contrôlée des médicaments
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département des sciences biologiques
Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par: RB Service des bibliothèques
Date de dépôt: 11 juill. 2008
Dernière modification: 01 nov. 2014 02:05
Adresse URL : http://www.archipel.uqam.ca/id/eprint/794

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