Le sébum, principale source de salissures grasses sur les textiles, est un mélange complexe contenant 12% de squalène, triterpène présentant 6 doubles liaisons facilement oxydables. Son oxydation par l'oxygène singulet, 1O2, conduit à la formation d'hydroperoxydes dont la décomposition libère une odeur agréable. L’objectif de l'étude était d’élucider les mécanismes mis en jeu lors de cette dégradation oxydante. Le squalène a donc été oxydé par 1O2, engendré photochimiquement et chimiquement par un système MoO42-/H2O2. La CLHP couplée à la spectrométrie de masse utilisant une technique d'ionisation par électronébullisation au lithium, a permis de détecter six familles d’hydroperoxydes, notés SQ(OOH)n avec n = 1 à 6. La RMN a montré que les hydroperoxydes secondaires et tertiaires se forment en proportions équivalentes. Puis, la dégradation thermique des hydroperoxydes de squalène a été étudiée en recourant à la RMN et à la spectrométrie de masse B-trap. 9 volatils ont été identifiés, l’acétone étant le composé majoritairement formé (de 23 à 80%). La décomposition thermique des hydroperoxydes de squalène résulte d'un mécanisme en deux étapes : formation des radicaux alcoxyles RO• et peroxyles ROO• suivi des  et -scissions produisant des aldéhydes, des alcools et des cétones. Enfin, l’activité catalytique de deux complexes ferreux à base de ligands pentadentés, le Fe-MeN4Py et Fe-bispidone, a été évaluée sur la dégradation des SQ(OOH)6. Les mêmes volatils que ceux générés par voie thermique sont alors formés mais à température ambiante, ouvrant des perspectives quant à l’exaltation de la dégradation des hydroperoxydes de squalène lors de la détergence. / The main source of fatty soils on fabrics is the human sebum including 12% of squalene, a triterpene easily oxidizable due to the presence of six unsaturations. Its oxidation by singlet oxygen, 1O2 (1Δg), leads to hydroperoxide formation whose decomposition releases a pleasant odour. The aim of this study was to clarify involved mechanisms of oxidative degradation of squalene. First, Squalene has been oxidized by singlet oxygen from photochemical and chemical way by decomposition of hydrogen peroxyde catalyzed by molybdate ions. Despite the complexity and the medium and the intrinsic fragility of performed hydroperoxides, HPLC coupled with ESI-MS-Li+, has detected six hydroperoxide families, written SQ(OOH)n with n = 1 to 6. NMR has been shown that secondary and tertiary hydroperoxides are performed in equal quantity. Then, thermal degradation of squalene hydroperoxide according their peroxidation degree has been study by B-trap mass spectrometry. 9 volatiles have been detected and identified including acetone as major compounds (23 to 80%). The thermal degradation of squalene hydroperoxide results from two-step mechanism: alkoxyl radical formation RO• and peroxyle radicals ROO• followed by α and β scissions releasing aldehydes, alcohols and ketones. Finally, catalytic activity of two ferrous complexes has been evaluated on squalene hexahydroperoxide degradation. The same volatiles as those detected by thermolysis have been released, catalyzed by bleaching agent, with the same kinetic as at 80°C but at room temperature. The use of ferrous complexes opens prospects about exaltation of squalene hydroperoxide degradation during detergency.

Des bioconjugués squalénisés du semaxanib et du sunitinib , deux inhibiteurs puissants de l'angiogénèse et de tyrosine kinases, ont été synthétisés avec un bras espaceur pH sensible de type hémiaminal . Les prodrogues sont préparées selon une séquence en trois étapes impliquant : (i) la N- alkylation avec du chlorométhoxy - triisopropylsilane ; (ii) désilylation ; et (iii) acylation avec l'acide trisnorsqualenique . Ces prodrogues squalénisées ont la capacité de s'auto-assembler en nanoparticules en milieu aqueux sans nécessité de tensioactif . Les agrégats de taille nanométrique ont été caractérisés par diffraction dynamique de la lumière et microscopie électronique à transmission , et semblent être stables dans l'eau sur plusieurs jours. Les études biologiques in vitro ont montré que les nanoparticules de sunitinib sont cytotoxiques contre la lignée de cellules ombilicale veineuse endothéliale humaine ( HUVEC), qui est impliqué dans la formation de vaisseaux de la tumeur. / Squalenoyl conjugates of semaxanib and sunitinib, two potent antiangiogenic (pyrrolyl)methylidenyl-substituted oxindole multitarget tyrosine kinase inhibitors, were synthesized with a hemiaminal-based pH-sensitive linker. The prodrugs were prepared according to a three-step sequence involving (i) N-alkylation with chloromethoxy-triisopropylsilane; (ii) desilylation; and (iii) acylation with trisnorsqualenic acid. These squalenoyl prodrugs were found to selfassemble into nanoassemblies in aqueous media without the need for any surfactant. The nanosized aggregates were characterized by dynamic light scattering and transmission electron microscopy, and appeared to be stable in water for several days, as determined by particle-size measurement. In vitro biological studies showed that squalenoyl sunitinib nanoassemblies are notably cytotoxic against the human umbilicalvein endothelial cell line (HUVEC), which is involved in the tumor vessel formation.

Après administration intraveineuse, un nanovecteur va interagir avec de nombreuses molécules endogènes, notamment celles présentes dans la circulation sanguine. En fonction de la composition chimique du nanovecteur, ces molécules vont conférer à celui-ci une signature spécifique qui va orienter sa biodistribution et sa reconnaissance par certaines cellules de l’organisme. Plusieurs études sur l'identification des protéines adsorbées à la surface des nanovecteurs ont été menées alors que moins d'attention a été consacrée à l'interaction avec les lipoprotéines (LPs). Or, un nombre élevé de récepteurs aux LPs a été observé dans les cellules à croissance rapide et des études ont démontré que certaines cellules cancéreuses surexpriment ces récepteurs. De ce fait, l’utilisation des LPs comme vecteurs de médicaments anticancéreux a été proposée afin de favoriser le ciblage des cellules tumorales. Ce projet de thèse repose sur l’utilisation d’un bioconjugué (SQGem) issu du couplage chimique de la gemcitabine (Gem), une molécule anticancéreuse, au squalène (SQ) (un lipide naturel et précurseur de la biosynthèse du cholestérol), dont l’auto-organisation sous forme de nanoparticules à préalablement été décrite au laboratoire. Nous avons pu mettre en évidence la capture et le transport spontané de la SQGem par les LPs plasmatiques. Les résultats in vitro et in vivo que nous avons obtenus démontrent parfaitement que l’association préférentielle de la SQGem aux LPs corrèle fortement avec la quantité de cholestérol présente dans ces derniers. De plus, les simulations in silico effectuées ont révélé l’incorporation de SQGem dans le noyau hydrophobe des LPs. Par la suite, cette interaction spontanée a été mise à contribution pour effectuer le ciblage indirect des cellules cancéreuses ayant une expression élevée de récepteurs aux LPs, ce qui a été confirmé in vitro sur cellules ainsi qu’in vivo sur un modèle de tumeur expérimentale chez la souris. L’ensemble de ces résultats suggère l’originalité de notre approche, basée sur le ciblage des tumeurs de manière indirecte via les LPs qui constituent ainsi des « vecteurs » endogènes de SQGem. La « squalénisation » évite ainsi la préparation fastidieuse de vecteurs à base de LPs reconstitués et représente, par l’utilisation des LPs endogènes, une stratégie innovante et potentiellement révolutionnaire dans le traitement expérimental du cancer. / The in vivo fate of intravenously injected nanoparticles is strongly affected by their interactions with the blood components. Several studies have focused on the identification of proteins adsorbed at the surface of nanoparticles whereas less attention has been devoted to the interaction with lipoproteins (LPs). Interestingly, LPs have been previously described as excellent carriers for delivery of anticancer drugs due to their particularly high receptor-mediated uptake on several cancer cell lines. In this PhD project, we focused on a bioconjugate obtained by covalent linkage of the anticancer drug gemcitabine (Gem) to squalene (SQ) (a natural lipid and precursor of the cholesterol’s biosynthesis) whose ability to spontaneously self-assemble in the form of nanoparticles has been previously described in our laboratory. We have demonstrated that this conjugation enables the spontaneous capture and transport of the SQGem by circulating lipoproteins. In vitro and in vivo experiments revealed a preeminent affinity of SQGem towards cholesterol-rich LP particles and in silico simulations further displayed their incorporation into the hydrophobic core of LPs. Such spontaneous interaction allowed for indirect targeting of cancer cells with high expression of LP receptors, which was confirmed both in vitro and in vivo in an experimental tumor model in mice. To the best of our knowledge, the use of squalene to induce drug insertion into LPs for indirect cancer cell targeting is a novel concept in drug delivery. It represents a flexible, highly versatile platform that would enable efficient drug delivery by simply exploiting endogenous lipoproteins without the need for complex nanoparticles surface functionalization or artificial lipoproteins production.

Le cancer papillaire de la thyroïde (PTC) représente 70-80% des cas de cancers de la thyroïde. Il est principalement caractérisé par des réarrangements chromosomiques affectant le gène RET. Le réarrangement RET/PTC1, dans lequel RET est réarrangé avec un gène proapoptotique H4, représente 30% des cas sporadiques et jusqu’à 60% des cas survenus après irradiation. Afin d’inhiber l’oncogène de fusion RET/PTC1, nous avons utilisé un siRNA ciblant la zone de jonction RET/PTC1 (siRNA RET/PTC1) au niveau de l’ARN messager des cellules tumorales et montré sa spécificité et son efficacité. Néanmoins, le développement des siRNAs comme molécule d’intérêt thérapeutique se heurte in vivo à des difficultés liées à leur administration. Sous forme libre, ces molécules sont, en effet, très vite dégradées par les nucléases extracellulaires et leur pénétration intracellulaire est limitée. C’est la raison pour laquelle il est nécessaire de les vectoriser. Nous avons choisi de le faire par la méthode de « squalénisation » et avons couplé d’une manière covalente le squalène, un lipide naturel précurseur de la biosynthèse du cholestérol, au siRNA RET/PTC1. Le bioconjugué formé s’autoassemble spontanément en milieu aqueux sous forme de nanoparticules stables de 170 nm de diamètre. L’efficacité et la toxicité des nanoparticules siRNA RET/PTC1-squalène ont été étudiées in vitro dans deux lignées de PTC exprimant RET/PTC1 (BHP10-3 et TPC-1) et l’activité antitumorale a été évaluée in vivo sur des souris athymiques xénogreffées par BHP10-3 puis traitées en i.v. par ces nanoparticules. Les nanoparticules siRNA RET/PTC1-squalène ont montré une bonne efficacité antitumorale. En revanche, aucune activité inhibitrice n’a été retrouvée in vitro. En conclusion, nous avons réussi à vectoriser le siRNA RET/PTC1 par la méthode de squalénisation. Cette étude ouvre des perspectives thérapeutiques pour certains patients atteints de PTC et réfractaires au traitement conventionnel. / The papillary thyroid carcinoma (PTC) is the most common type of thyroid malignancy. This tumour is associated with somatic mutations of the RET proto-oncogene, due to gene rearrangements of the proto-RET. RET/PTC1 rearrangement is the most common genetic alteration identified to date, it is formed by an intra chromosomic rearrangement which leads to the juxtaposition of the RET Tyrosine Kinase domain of the proto-RET with the gene H4. The fusion RET/PTC1 oncogene represents an interesting target for small interfering RNA (siRNA) strategies since it is present only in the tumour cells and not in the surrounding normal cells. However, the biological efficacy of the siRNAs is hampered by their short plasma half-life due to poor stability in biological fluids and low intracellular penetration. In order to protect siRNA from degradation, and to improve their intracellular capture, we applied the concept of “squalenoylation”, ie. The bioconjugation of a drug substance to squalene, for the delivery of siRNA targeted toward the RET/PTC1 fusion oncogene. The acyclic isoprenoid chain of squalene was covalently coupled with RET/PTC1 siRNA at the 3’-terminus of the sense strand via a stable thioether linkage. The linkage of RET/PTC1 siRNA to squalene leads to an amphiphilic molecule that self-organise in water as RET/PTC1 siRNA-SQ nanoassemblies of 170 nm and Zeta potential of -26.4 mV. These RET/PTC1 siRNA-SQ NPs did not showed any cytotoxicity in vitro. Interestingly, in vivo, in a mouse xenografted RET/PTC1 experimental model, RET/PTC1 siRNA-SQ nanoparticles inhibited tumour growth, RET/PTC1 oncogene and oncoprotein expression, after intravenous injections of 2.5 mg/kg cumulative dose. In the last of this work, GALA-cholesterol combination with siRNA-SQ NPs further enhanced nucleic acid internalization, promoted their escape into the cytosol and consequently their gene silencing efficiency in vitro. In conclusion, these results showed that the “squalenoylation” offers a new non cationic plate-form for the siRNA delivery.

Les nanoparticules de Gemcitabine-Squalène (Gem-Sq), synthétisées suivant le concept de « squalénisation », ont montré des activités anticancéreuses très supérieures à celles obtenues en présence de Gem libre. Néanmoins, leur PEGylation, c’est-à-dire leur décoration par du poly(éthylène glycol)-squalène (PEG-Sq) pour augmenter leur temps de demi-vie plasmatique, s’est avérée infructueuse du fait d’une déstructuration colloïdale. Par ailleurs, aucune stratégie de fonctionnalisation pour effectuer un ciblage actif de cellules cancéreuses, n’est à ce jour disponible. Au cours de cette thèse, nous avons donc cherché à résoudre ces problèmes. Après une étude bibliographique portant sur la conception de nanoparticules de prodrogues lipidiques, dans le but d’établir un constat récent de l’état de l’art dans ce domaine, nous avons proposé une voie de synthèse pour obtenir des nanoparticules multifonctionnelles (i.e., thérapeutique, fluorescentes et ciblées) à base de Gem-Sq, et ce par co-auto-assemblage des composés conjugués de Rhodamine-Sq, Gem-Sq et Biotin-Sq. Ces nanoparticules ont montré une internalisation plus importante dans les cellules cancéreuses et une meilleure efficacité thérapeutique que les nanoparticules de Gem-Sq non-fonctionnalisées. Dans un deuxième temps, nous avons apporté une solution au problème de la PEGylation des nanoparticules de Sq via la synthèse et l’utilisation de composés conjugués de type Gem-poly(méthacrylate de squalène). Ces prodrogues macromoléculaires ont été synthétisées par polymérisation radicalaire contrôlée et plus précisément par la technique RAFT. Les nanoparticules obtenues par auto-assemblage en solution aqueuse sont stables et présentent des activités anticancéreuses importantes sur différentes lignées cellulaires. Leur PEGylation par ajout de Sq-PEG durant la formulation s’est avérée possible et n’a pas conduit à une déstabilisation colloïdale. Enfin, j’ai participé à l’élaboration d’une nouvelle famille de nanoparticules de prodrogues macromoléculaires qui a consisté à faire croitre de courtes chaines de polyisoprène (PI) à partir de la Gem, donnant ainsi des conjugués de type Gem-PI, capables de s’auto-assembler sous la forme de nanoparticules avec une activité anticancéreuse in vitro et in vivo. / Gemcitabine-Squalene (Gem-Sq) nanoparticles have been synthesized from the “squalenoylation” approach and have shown superior anticancer activities compared to those obtained with free Gem. However, their PEGylation, that is their coating with poly(ethylene glycol)-squalene (PEG-Sq) in order to increase their circulation time, has been unsuccessful, leading to colloidal disassembly. In addition, to the best of our knowledge, there is not functionalization strategy yet available to perform active targeting against cancer. During this PhD thesis, we have been looking for solutions to tackle these two important problems. After a littérature survey about the design of lipidic prodrug nanoparticles, in order to establish a pretty accurate picture of the domain, we have reported a synthetic approach towards multifunctional Sq-based nanoparticles (i.e., therapeutic, fluorescent and targeted), through the co-self-assembly of the different Sq-based materials; that is Rhodamine-Sq, Gem-Sq and Biotin-Sq. These nanoparticles have demonstrated a greater internalization into cancer cells and a greater therapeutic effect than non-functionalized Gem-Sq nanoparticles. In the next step, we have provided a solution to the PEGylation issue by synthetizing Gem-poly(squalenoyl methacrylate) macromolecular prodrugs. These materials have been prepared by controlled/living radical polymerization and especially the RAFT technique. The resulting nanoparticles exhibited significant anticancer activities against various cancer cells and can be successfully PEGylated by the addition of Sq-PEG during their formulation. Eventually, I have participated to the design of a new family of macromolecular prodrugs obtained from the growing of short polyisoprene (PI) chains from Gem, leading to Gem-PI nanoparticles after self-assembly of Gem-PI. The nanoparticles led to significant anticancer activity both in vitro and in vivo.

L’adénosine est une molécule dotée d’un fort potentiel thérapeutique, mais présentant néanmoins un temps de demi-vie plasmatique extrêmement court qui limite de manière sérieuse son efficacité. Comme présenté dans l’introduction bibliographique de cette thèse, cette difficulté peut être surmontée grâce à l’utilisation de systèmes de délivrance de médicaments à base de lipides. L’adénosine peut en effet être soit encapsulée dans des liposomes, soit simplement couplée à un lipide. Parmi les « lipidizations » de l’adénosine, la « squalénisation », notamment, a favorablement modifié la biodistribution de cette substance active. Cette technique consiste à coupler l’adénosine à une molécule lipophile dérivée du squalène, générant ainsi des bioconjugués ayant la capacité de s’auto-assembler spontanément en milieu aqueux sous forme de nanoparticules d’une centaine de nanomètres de diamètre. L’injection de ces nanoparticules d’adénosine-squalène (AdSQ) par voie intraveineuse a donné des résultats très prometteurs pour le traitement de l’ischémie cérébrale et du traumatisme de la moëlle épinière. Ainsi, l’objectif de cette thèse a consisté à faire progresser le développement pré-clinique de ces nanomédicaments suivant deux axes principaux: l’étude du mécanisme d’action et l’amélioration de la formulation.De ce fait, le premier chapitre de cette thèse présente les résultats obtenus lors de l’étude in vitro du mécanisme d’action des nanoparticules d’AdSQ. Les travaux ont montré que ces nanoparticules d’AdSQ n’interagissaient pas directement avec les récepteurs à l’adénosine, mais formaient un réservoir intracellulaire d’adénosine. En effet, après internalisation, le bioconjugué d’AdSQ est clivé pour libérer l’adénosine. Celle-ci finit par être effluée par les cellules vers le milieu extracellulaire, où elle peut ainsi activer les récepteurs spécifiques situés au niveau des membranes des cellules avoisinantes. Après étude du mécanisme, l’amélioration de la formulation de ces nanoparticules a été explorée et décrite dans le deuxième chapitre. Les efforts ont été principalement concentrés sur la lyophilisation de la suspension nanoparticulaire, afin de proposer une formulation stable dans le temps et facile d’utilisation dans le cadre médical. Les conditions utilisées ont abouti au bon maintien des propriétés physico-chimiques des nanoparticules et l’obtention de solutions injectables sans risque chez l’animal. Dans son ensemble, ce travail de thèse a permis d’élargir les perspectives d’application des nanoparticules d’AdSQ grâce à une meilleure compréhension de leur mécanisme d’action ainsi que la mise au point d’une formulation plus adaptée aux besoins cliniques. / Adenosine has a high therapeutic potential but its extremely short half-life in blood seriously impairs its efficacy. As presented in the literature review, this difficulty can be overcome by using lipid-based drug delivery systems. Indeed, adenosine can be encapsulated into liposomes or conjugated to a lipid. In particular, among adenosine « lipidizations », the so-called « squalenoylation » has been shown to enhance adenosine biodistribution. This technique consists in coupling adenosine to a lipophilic squalene derivative, thus generating bioconjugates which are able to spontaneously self-assemble as nanoparticles of 100 nm of diameter in aqueous solution. Intravenous injection of these squalene-adenosine (SQAd) nanoparticles led to highly promising results for the treatment of cerebral ischemia and spinal cord injury. Thus, the aim of this thesis was to push forward the pre-clinical development of these nanomedicines following two main directions: unveiling their mechanism of action and enhancing their formulation.Thereby, the first chapter of this thesis presents the results from in vitro study on SQAd nanoparticles mechanism of action. This work has shown that SQAd nanoparticles did not interact directly with adenosine receptors, but formed an intracellular reservoir of adenosine. Indeed, after internalisation, SQAd bioconjugates acted as prodrugs by releasing free adenosine. This molecule was then efflued out of the cells into the extracellular medium, where it could activate specific membrane receptors on neighbouring cells. After studying the mechanism of action, we explored how to optimize the formulation. Results are described in the second chapter. We focus our efforts on freeze-drying the nanoparticles suspension, in order to offer a stable and easy-to-use formulation. Pre-formulation studies were conducted in order to define the optimal conditions for the preservation of nanoparticles physico-chemical properties and for an easy reconstitution of these nanoparticles suspension which can thus be safely injected intravenously. Overall, this work has widen the field of applications for SQAd nanoparticles thanks to a better understanding of their mechanism of action and the development of a formulation which is more suited to clinical needs.

La fraise est un fruit très sensible aux contaminations fongiques provoquées par les moisissures phytopathogènes en conditions post-récolte. Pour contrôler ces infections, le maintien des conditions optimales d'entreposage est primordial. Il s'agit principalement de contrôler l'atmosphère en ajustant la température autour du 0 °C et l'humidité relative à 90-95 %. Cependant, la gestion de ces conditions demeure un moyen insuffisant pour lutter contre la prolifération microbienne sur les fraises en post-récolte. Pour cette raison, des agents chimiques sont appliqués, bien que cela représente un danger pour l'humain, l'animal ainsi que l'environnement de manière générale. La réutérine est un aldéhyde produit par une bactérie lactique probiotique Lactobacillus reuteri ayant démontré un potentiel antimicrobien contre un bon nombre de bactéries, levures et moisissures. Le squalène est un produit naturel extrait des huiles d'olive ou d'amarante, connu pour ses propriétés antioxydantes, anticancéreuses et antimicrobiennes. Ces dernières ont été démontrées dans certaines études contre quelques bactéries et moisissures. Le but de ce projet était de démontrer le potentiel antifongique de la réutérine et du squalène pour ouvrir une voie à leur utilisation en post-récolte en tant que biofongicides. Les moisissures mises à l'étude étaient Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum, Rhizopus stolonifer et Penicillium expansum. Les expériences in vitro consistaient à réaliser des tests de diffusion sur géloses pour observer un halo d'inhibition par chaque antifongique, puis au moyen d'une microtitration, déterminer les concentrations d'inhibition. Les expériences in vivo consistaient à placer des fraises dans des conditions de post-récolte après inoculation et traitement. La réutérine a montré un effet fongicide avec des concentrations minimales inhibitrices de 23.4, 2.92, 11.7 et 11.7 mM contre Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum, Rhizopus stolonifer et Penicillium expansum, respectivement. Le squalène n'a pas eu d'effet inhibiteur contre les souches de moisissures testées. La réutérine a également été efficace sur les fraises entreposées à 4 °C, les tests microbiologiques ayant donné des résultats probants (p<0.0001). Les résultats sur la qualité des fraises étaient proches des valeurs de référence, ce qui est acceptable pour la réutérine étant donné que le squalène n'a pas montré d'effet significatif. / The strawberry fruit is very sensitive to fungal contamination caused by phytopathogenic molds in postharvest. It is essential to maintain ideal transport and storage conditions to control infections. This basically involves keeping the temperature around 0 °C and the relative humidity to 90-95 %. However, the management of these conditions remains an insufficient strategy for controlling microbial growth in cold-stored strawberries. Therefore, chemical treatment agents are applied, especially before harvesting. Nevertheless, this is a dangerous practice for humans, animals, and the environment. Reuterin is an aldehyde produced by a lactic acid bacteria Lactobacillus reuteri that have demonstrated an antimicrobial potential against several bacteria, yeasts, and molds. Squalene is a natural product extracted from olive or amaranth oils. It is known for its antioxidant, anticancer, and antimicrobial properties that have been demonstrated in a few studies against some bacteria and molds. The aim of this project was to prove the antifungal potential of reuterin and squalene to pave the way for their postharvest use as biofungicides. Tested molds included Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum, Rhizopus stolonifer and Penicillium expansum. The in vitro experiments consisted of agar diffusion tests to observe inhibition spots by each antifungal agent, and then my means of microtitration, to determine the inhibitory concentrations. The in vivo experiments consisted of placing strawberries under postharvest conditions after inoculation and treatment. Reuterin showed fungicidal effect with minimum inhibitory concentrations of 23.4 mM, 2.92 mM, 11.7 mM, and 11.7 mM against Botrytis cinerea, Colletotrichum acutatum, Rhizopus stolonifer and Penicillium expansum, respectively. Squalene had no inhibitory effect against the mold strains tested. Reuterin was also effective on strawberries stored at 4 °C, microbiological tests providing conclusive results (p<0.0001). Moreover, quality tests were acceptable since reuterin had no effect on changes in reference values of quality parameters. However, squalene did not show any significance on quality parameters.

Le fondaparinux (Arixtra®), anticoagulant de la classe des pentasaccharides de synthèse, est le premier inhibiteur d'origine synthétique, spécifique et indirect du facteur Xa de la coagulation. Il résulte de la synthèse chimique de l'unité pentasaccharidique des héparines, capable de se lier à l'antithrombine, une protéine endogène, inhibitrice de la coagulation. Cependant, son utilisation reste limitée par son administration uniquement possible par voie parentérale.L'objectif de ce travail de thèse est de développer une forme orale du fondaparinux en l'associant à un dérivé squalénique. Le squalène, terpénoïde naturel précurseur de la synthèse du cholestérol, possède une très bonne absorption orale (supérieure à 60 %). Dans ce contexte, deux stratégies d'association ont été développées: la première consistant à associer par liaison covalente le fondaparinux à un dérivé squalénique selon le concept de la « squalénisation » et la deuxième à associer par interactions non covalentes le fondaparinux à un dérivé squalénique cationique.Les travaux expérimentaux ont montré que la première stratégie était délicate à mettre en œuvre en raison d'une part de la difficulté à synthétiser un bioconjugué fondaparinux-squalène et d'autre part de la perte de l'activité anticoagulante du fondaparinux. En raison de ces obstacles, le concept de la « squalénisation » n'est pas adapté à ce type de molécule active. En revanche, la deuxième stratégie s'est montrée très prometteuse. Elle a consisté à formuler des nanoparticules par association non covalente du fondaparinux, chargé négativement, à un dérivé squalénique cationique. Cette approche a permis de mettre en évidence l’excellente capacité d'auto-assemblage en milieu aqueux de ces deux composés, liée à l’établissement de deux types d’interactions, électrostatiques et hydrophobes (entre les molécules de squalène). L'absorption orale du fondaparinux a été considérablement augmentée grâce à ce nouveau système nanoparticulaire. Cette nouvelle approche à base de squalène a ainsi montré son efficacité dans l'amélioration de l'administration orale du fondaparinux et pourrait représenter un système thérapeutique potentiel dans le traitement des maladies thromboemboliques. / Since its introduction in the market in 2002, fondaparinux (Arixtra®) is a drug of choice in the anticoagulant therapy. Its structure corresponds to the heparin pentasaccharide sequence that mediates its interaction with the natural plasma inhibitor of coagulation, antithrombin. However, like heparin, its application is limited due its unique administration by parenteral route. The aim of this project is to develop an efficient oral delivery system for fondaparinux by association with a squalene derivative. Squalene, a natural precursor of cholesterol in sterol biosynthesis, is well-known for its excellent oral absorption (i.e. more than 60 %). In this context, two strategies were investigated. The first consisted in achieving a covalent coupling between fondaparinux and a squalene derivative according to the concept of “squalenoylation”. The second was to associate fondaparinux to a cationic squalenoyl derivative by non-covalent association.Experimental work showed that the first strategy was delicate to implement due to the difficulty to synthesize a fondaparinux-squalene bioconjugate and, the loss of the anticoagulant properties of fondaparinux. Because of these obstacles, the concept of "squalenoylation" was not suitable for this type of active molecule. In contrast, the second strategy has been very promising. It consisted in the formulation of a nanoparticulate delivery system by ion-pairing of fondaparinux and a cationic squalenoyl derivative. This approach permitted to highlight the self-assembly of these two compounds in water as monodisperse nanoparticles thanks to electrostatic and hydrophobic interactions. Furthermore, the oral absorption of fondaparinux was significantly increased with this new nanoparticulate system. This new squalene-based approach has shown its effectiveness in improving the oral administration of fondaparinux and could be a potential delivery system in the treatment of thromboembolic diseases.

Le cancer pancréatique représente la cinquième cause de décès par cancer dans les pays occidentaux. Son mauvais pronostic (survie à 5 ans inférieure à 3,5 % des cas) est dû à l’absence de facteurs de risques spécifiques interdisant une prévention efficace, et à un diagnostic tardif qui révèle un cancer agressif chez environ 90% des patients. Actuellement, le seul traitement curatif de ce cancer est la chirurgie, mais celle-ci ne peut être envisagée que dans 10 à 15 % des cas. L’adressage de molécules thérapeutiques vers l’organe, le tissu ou la cellule malade constitue aujourd’hui un défi majeur pour le traitement des maladies humaines notamment infectieuses, cancéreuses ou d’origine génétique. C’est pour ces raisons que le développement de nanotechnologies, en tant que vecteurs de médicaments, a pris un essor considérable au cours des dernières années. Dans ce contexte, le concept de squalènisation repose sur le couplage chimique entre le squalène (SQ), un lipide naturel précurseur de la synthèse du cholestérol, et des principes actifs (notamment des molécules anticancéreuses). Les bioconjugués ainsi formés sont alors capables de s’auto-assembler en solution aqueuse pour former des nanoparticules stables de diamètres compris entre 100 et 300 nm. L’exemple de référence dans ce domaine est la nanoparticule de gemcitabine-squalène (SQdFdC) qui a donné lieu à des résultats spectaculaires in vitro sur des lignées de cellules cancéreuses humaines In vivo, les nanoparticules de gemcitabine-squalène se sont avérées beaucoup plus efficaces que la gemcitabine libre sur des tumeurs solides greffées par voie sous-cutanée ainsi que sur des modèles murins de leucémies agressives métastatiques.Au vu de ces résultats encourageants, le projet de thèse a été développé autour de deux axes de recherche. (I) Dans un premier temps, les nanoparticules de gemcitabine-squalène ont été fonctionnalisées par un peptide capable de reconnaître et de cibler spécifiquement les cellules cancéreuses pancréatiques. (II) Le deuxième axe de recherche a visé l’encapsulation d’un second principe actif au sein des nanoparticules de gemcitabine-squalène afin de développer le concept de nanoparticule « multi-thérapeutique ». / Pancreatic cancer is a lethal disease with the worst prognosis among all solid tumors. In the last decades, progresses in pancreatic cancer therapy had remained exceedingly slow and disappointing offering minimal benefits in median survival which remains of less than 6 months and the maximum of 5 years in the 6% of patients. One of the major requirements for a successful cancer therapy is its ability to selectively kill cancer cells with minimal damage to healthy tissues. In this context, a great deal of attention focused on advanced nanoscale systems (i.e., nanomedicines) with the aim to overcome the limits associated to the traditional drug delivery modalities. Nanomedicines can indeed enhance drug properties by (i) offering protection from degradation, (ii) enabling controlled release and distribution and increasing bioavailability while reducing undesired side effects.In the current work we aimed to propose novel nanoscale-based strategies to optimize pancreatic cancer treatment taking into account the specific physio-pathology of this tumor. The first approach relied on the design of a targeted nanomedicine able to specifically bind receptors mainly expressed onto pancreatic cancer cells in order to selectively increase drug accumulation in these cells saving healthy ones.In a second approach, by combining two therapeutic agents in the same nanoparticle we constructed a multi-therapeutic drug delivery system capable to increase the therapeutic index of the combined therapy. In particular, taking advantages from the “squalenoylation prodrug approach”, the research activity of this Ph.D. work lead to the to design of (i) a novel peptide-functionalized squalenoyl gemcitabine nanoparticle and (ii) a tyrosine kinase inhibitor-loaded squalenoyl gemcitabine nanoparticle. Obtained nanoparticles were investigated with respect to their physico-chemical properties and in vitro antitumor activity. The efficacy of peptide-functionalized nanoparticles in impairing tumor growth was assessed in vivo on an experimental model of pancreatic cancer.

Depuis les cinquante dernières années, l'incidence de la maladie de Crohn,maladie chronique inflammatoire de l'intestin (MICI) a plus que doublée. C'est une pathologie multifactorielle et idiopathique utilisant des traitements comme des anti-inflammatoires, des corticoïdes, des immunosuppresseurs et plus récemment les anti-TNF.Ils présentent des limites avec une intolérance aux principes actifs et une résistance au traitement conduisant à un échec thérapeutique. L’objectif de ce travail sera de développer une forme orale tout en minimisant le risque d’effets secondaires en améliorant la biodisponibilité. Des techniques d'encapsulation protégeant les principes actifs extraits de plantes comme le Resvératrol, le Bêta-carotène, et la Curcumine seront réalisées. Quatre types de synthèse seront respectivement utilisés : la micro-encapsulation , la nanoémulsion, et la synthèse de nanoparticules solides lipidiques (SLN), ainsi que la squalénisation.Une comparaison des effets anti-inflammatoires des traitements conventionnels versus les vecteurs synthétisés au cours de cette étude pourra permettre de conclure sur la contribution originale de ce projet. / For the last fifty years, the incidence of Crohn's disease, a chronic inflammatory bowel disease (IBD) has more than doubled. It is a multifactorial and idiopathic pathology using treatments such as anti-inflammatories, corticosteroids, immunosuppressants and more recently anti-TNFα.They have limits with intolerance to active principles and resistance to treatment leading to therapeutic failure . The goal of this work will be to develop an oral form while minimizing the risk of side effects by improving bioavailability. Encapsulation techniques protecting the active ingredients extracted from plants such as Resveratrol, Beta-carotene, and Curcumin will be performed. Four types of synthesis will be used respectively: micro-encapsulation, nanoemulsion, and the synthesis of lipid solid nanoparticles (SLN), as well as squalenization. A comparison of the anti-inflammatory effects of conventional treatments versus the vectors synthesized during this study. The study may conclude on the original contribution of this project.