Comportement des nanoparticules de silice en milieu biologique ...

tel-00836093, version 1 - 20 Jun 2013
Chapitre 5 : Nanoparticules de silice pour la libération intracellulaire de principes actifs
Les nanomatériaux, grâce à leurs propriétés particulières et à leur taille, ont un fort
potentiel comme vecteurs de principes actifs. Ils peuvent notamment permettre d’améliorer la
stabilité et le profil pharmacocinétique de certaines molécules d’intérêt thérapeutique fragiles
ou nécessitant un ciblage précis. Parmi les matériaux envisagés pour de telles applications, la
silice possède plusieurs avantages. Le premier est la facilité de synthèse et l’adaptabilité des
fonctionnalisations possibles (Wang 2008, Taylor-Pashow 2010), permettant même d’intégrer
une fonctionnalité d’imagerie dans les particules encapsulant un principe actif (Cheng 2010).
D’autre part, les particules de silice possèdent une stabilité thermique et chimique supérieure
à celle systèmes organiques utilisés dans les applications biomédicales (Barbé 2004). Enfin, la
silice est considérée comme un matériau bio-compatible.
Dans ce contexte, il n’est pas étonnant que de nombreuses études soient menées sur
l’utilisation de particules de silice dans le domaine biomédical : imagerie, libération de
principes actifs, thérapie génique…(Slowing 2008, Rosenholm 2010). Les auteurs de ces
études ont dû répondre aux impératifs des vecteurs thérapeutiques : stabilité, biocompatibilité,
méthodes d’encapsulation, modulation du temps de résidence dans l’organisme, contrôle de la
libération du principe actif et ciblage des particules… En réponse à ces contraintes, des
particules de structure et de composition de plus en plus complexes ont été obtenues,
permettant de moduler la réponse biologique mais aussi de contrôler la libération (ciblage et
profil pharmacocinétique).
Nous avons vu, dans le chapitre 1 que les capacités réductrices des endosomes peuvent être
mises à contribution pour contrôler la libération de principes actifs encapsulés dans une
particule, elles pourraient donc aussi permettre de contrôler la dégradation de particules
hybrides contenant des ponts disulfures dans leur structure. En effet, lors de leur
internalisation, ces particules hybrides se trouveront confrontées à un environnement
réducteur entraînant la rupture de ponts disulfures. Si les ponts disulfures sont intégrés à la
structure de la particule, tout en étant accessibles aux protéines réductrices, leur rupture peut
fragiliser la particule et donc favoriser sa dégradation. C’est pour répondre à cette question
que le comportement en environnement cellulaire, mimé ou réel, des particules n%SS a été
étudié. Avant de s’intéresser à leur comportement en environnement cellulaire, il est
important de déterminer la structure des particules, et notamment répondre aux questions
suivantes : le disulfure est-il intégré sans être dégradé ? Où se situent les disulfures: en surface
et /ou dans le cœur des particules ?
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