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Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques (Blanc SVSE 5)
Edition 2010


NanoSNO


Formulation nanoparticulaire de nitrosothiols en vue d'améliorer la biodisponibilité de l'oxyde nitrique; expertise toxicologique et pharmacologique

NANOSNO
Formulation nanoparticulaire de nitrosothiols en vue d’améliorer la biodisponibilité de l’oxyde nitrique. Evaluation toxicologique et pharmacologique

1. Synthèse et formulation des S-nitrosothiols pour une libération prolongée d’oxyde nitrique et une amélioration du traitement des maladies vasculaires
La découverte de l’oxyde nitrique (NO) comme messager physiologique a ouvert un large champ d'investigation en thérapeutique, en particulier dans le traitement des maladies cardiovasculaires. Les composés donneurs de NO actuellement disponibles ont des indications restreintes. En effet, ils libèrent rapidement le NO qui lui-même est très instable (durée de vie proche de la seconde), induisent un stress oxydant et un échappement thérapeutique. C’est pourquoi l’intérêt se porte sur de nouveaux donneurs de NO, en particulier les S-nitrosothiols (RSNO), capables de libérer NO sur de plus longues périodes sans effets délétères, et avec des effets bénéfiques sur les plans cardio- et cérébro-vasculaires. Cependant, ces molécules sont facilement dégradées dans les conditions environnementales et nécessitent une formulation adaptée pour les protéger. Le présent projet s’est articulé autour de compétences complémentaires dans le domaine pharmaceutique pour : (i) synthétiser les RSNO et les formuler; (ii) vérifier l’innocuité des formulations obtenues sur des cellules du système immunitaire; (iii) tester leur efficacité pharmacologique (métabolisme, vasodilatation, diminution de la pression artérielle, effet anti-agrégant plaquettaire,…), et (iv) via un modèle pathologique in vivo mimant les accidents vasculaires cérébraux (AVC), évaluer la pertinence des RSNO libres et formulés comme protecteurs.

2. Evaluation physico-chimique, toxicologique et pharmacologique de S-nitrosothiols et de leurs formulations
Les formulations de RSNO ont été optimisées à partir de nano-, micro- particules et d’implants formés in situ, constitués de polymères biocompatibles, pour offrir les temps de libération les plus longs et la charge utile (rapport masse de RSNO sur masse de polymères) la plus élevée. Par ailleurs, les polymères biocompatibles voire biodégradables (cas des implants) ont été sélectionnés car approuvés dans d’autres cadres par les autorités de santé; de nombreuses méthodologies de synthèse des RSNO, de formulation, et d’évaluation physico-chimique, bioanalytique, métabolique, toxicologique et pharmacologique des RSNO libres et formulés ont été développées et validées au sein du laboratoire ou en relation avec des partenaires : Pr R Schneider (Nancy) et Pr A Lamprecht (Besançon) et prestataires externes de Duve Institute (Bruxelles) et société ETAP (Nancy).

Résultats

Un RSNO original car présentant deux groupements donneurs de NO dans la même molécule a été synthétisé à partir d’un médicament existant : la bucillamine. Son pouvoir vasodilatateur élevé a été démontré par rapport au S-nitrosoglutathion (GSNO), principal RSNO endogène. De plus, la preuve du concept d’une libération prolongée de NO à partir de RSNO formulés sous forme d’implants sous-cutanés formés in situ, a été apportée sur l’animal entier (rat), en observant la diminution de la pression artérielle et l’effet anti-agrégant plaquettaire sur cinq jours. Enfin, l’effet bénéfique du GSNO formulé en implants par rapport au GSNO libre a été démontré dans la protection vis-à-vis d’un AVC. Il s’agit de la 1ère étude de formulation retard de RSNO testées in vivo dans des conditions physiologiques et pathologiques (modèle AVC).

Perspectives

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Productions scientifiques et brevets

Dix publications de niveau international dans des journaux à comité de lecture (revues, publications de méthodologies et de résultats), de nombreuses conférences invitées, communications ont permis de «faire savoir» aux différentes communautés scientifiques auxquelles appartiennent les chercheurs ayant œuvré dans le consortium NanoSNO, les avancées obtenues dans les différents champs d’investigation liés aux RSNO. De plus, la normalisation des méthodologies en synthèse et (bio)analyse a permis une transposition aisée vers d’autres laboratoires.

Partenaires

EA 3452 UNIVERSITE DE NANCY I [HENRY POINCARE]

EA 4267 UNIVERSITE DE BESANCON [FRANCHE-COMTE]

LRGP CNRS - DELEGATION REGIONALE CENTRE-EST

Aide de l'ANR 299 974 euros
Début et durée du projet scientifique - 36 mois

Résumé de soumission

La découverte de l’oxyde nitrique (°NO), récompensée par un Prix Nobel, a ouvert un large champ d'investigation sur ce radical, sa physiologie et son rôle en thérapeutique, en particulier dans le traitement des maladies cardiovasculaires. Cependant, les composés donneurs de °NO actuellement disponibles ont des indications restreintes malgré leur fort potentiel thérapeutique. En effet, les limitations correspondent à une libération rapide du °NO, avec une faible distribution et sans ciblage, l’induction d’un stress oxydant et l’apparition d’une tolérance. C’est pourquoi de nouveaux donneurs de °NO sont développés, en particulier les nitrosothiols capables de libérer le °NO sur de très longues durées sans induction de stress oxydant ni de tolérance, avec de nombreux effets bénéfiques envisageables sur le plan cardio- et cérébro-vasculaire. Cependant, ces molécules sont facilement dégradées dans les conditions environnementales et nécessitent une formulation adaptée pour les protéger. Le présent projet porte sur la formulation nanoparticulaire de nitrosothiols (différentes tailles de nanoparticules sont envisagées : de 50 à 500 nm) afin de limiter leur biotransformation et de faciliter leur diffusion vers les tissus vasculaires. Le choix des thiols porteurs du radical °NO et les polymères utilisés pour l’encapsulation reposera sur une étude toxicologique. Leur évaluation pharmacologique utilisera des modèles ex vivo (relaxation de l'aorte, ischémie cérébrale,…). Le présent projet s’articulera entre des compétences complémentaires essentiellement dans le domaine pharmaceutique.

 

Programme ANR : Sciences de la vie, de la santé et des écosystèmes : Physique, chimie du vivant et innovations biotechnologiques (Blanc SVSE 5) 2010

Référence projet : ANR-10-BLAN-1522

Coordinateur du projet :
Monsieur PIERRE LEROY (UNIVERSITE DE NANCY I [HENRY POINCARE])
pierre.leroy@nullpharma.uhp-nancy.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.