Nano-encapsulation : distribution d'un médicament dans une population de micelles polymères et mécanisme de perméabilisation de liposomes photosensibles

Abstract

L’encapsulation de médicaments est un domaine en plein essor, car les améliorations thérapeutiques envisageables sont significatives. Dans ce cadre, nous avons étudié, par spectroscopie infrarouge à l’échelle nanométrique, la distribution d’un médicament, le SN-38, dans une population de micelles polymères qui en ont été chargées. La proportion médicament/polymère a été mesurée en comparant les intensités de longueurs d’onde propres au médicament et au polymère. Nous n’avons pas pu obtenir un signal satisfaisant pour une micelle isolée. En étudiant un film laissé par l’évaporation d’une suspension de micelles chargées, nous n’avons pas décelé de différence de teneur en médicament dans la population, dans un intervalle de 5 % autour de la composition théorique (10 (p/p) % de médicament), à part quelques rares amas, possiblement des artefacts dus à la préparation de l’échantillon. Dans un second temps, nous avons investigué les paramètres influençant la libération d’une sonde fluorescente (la sulforhodamine B, SRB) encapsulée dans des liposomes photosensibles. Cette libération est provoquée par l’isomérisation photoactivée d’un dérivé monoalkylé d’azobenzène (azo) dans la bicouche. L’azobenzène, lorsqu’il est illuminé avec des UV, passe d’une conformation trans, plane, à une conformation cis plus volumineuse, qui perturbe la bicouche et la rend plus perméable. Les liposomes sont composés de cet azo et de sulfate de cholestérol (SC) en proportion SC/azo 3/1 (mol/mol). Ces lipides sont en phase lo. Nous avons observé une libération très rapide pendant l’isomérisation même, puis une fuite passive en présence d’azo-cis plus importante qu’en présence d’azo-trans. Il a été démontré que la présence d’azo-trans diminue l’ordre d’une bicouche formée de SC et d’un monoalkyle, diminution accentuée lorsque l’azo est en conformation cis. En remplaçant le SC par d’autres lipides, nous avons testé le comportement de l’azo dans d’autres phases. L’isomérisation est plus lente en phase gel, et plus rapide en phase fluide lamellaire désordonnée (ld), par comparaison avec la phase liquide ordonnée (lo). En phase ld, il semble que la mobilité des lipides permette d’accommoder l’isomère cis sans changement de la perméabilité de la bicouche. Notre système en phase gel ne nous a pas permis de faire des mesures reproductibles de libération de SRB.

Drug encapsulation is a thriving field, as potential therapeutic improvements are significant. In this framework, we have studied the distribution of a drug, SN-38, by infrared spectroscopy at the nanometric scale, in a population of drug-loaded polymeric micelles. The drug/polymer ratio was measured by comparing the wavelength intensities of the drug and the polymer. We were unable to obtain a satisfactory signal from an isolated micelle. By studying a film left by the evaporation of a suspension of charged micelles, we found no difference in the drug to polymer ratio of the population in a 5% interval around the theoretical composition (10% drug w/w), apart from a few clusters, possibly artefacts from the sample preparation. In a second step, we investigated the parameters influencing the release of a fluorescent probe (sulforhodamine B, SRB) encapsulated in photosensitive liposomes. This release is caused by the photoactivated isomerization of a monoalkylated azobenzene derivative (azo) in the bilayer. azobenzene, when illuminated with UV radiation, passes from a trans-plane conformation to a more voluminous cis conformation, which disrupts the bilayer and makes it more permeable. The liposomes are composed of this azo and cholesterol sulfate (SC) in SC/azo 3/1 (mol/mol) proportions. These lipids are in the liquid-ordered phase (lo). We observed a very rapid release during the isomerization itself, and then a passive leak in the presence of azo-cis, greater than in the presence of azo-trans. It has been demonstrated that the presence of azo-trans decreases the order of a bilayer formed of SC and a monoalkyle, sharper in presence of azo-cis. By replacing the SC with other lipids, we tested the behaviour of azo in other phases. The isomerization is slower in the gel phase and more rapid in the disordered lamellar fluid phase (ld), compared to the lo phase. In the ld phase, it seems that the mobility of the lipids makes it possible to accommodate the cis isomer without changing the permeability of the bilayer. Our gel phase system did not allow us to make reproducible SRB release measurements.