Les connaissances actuelles indiquent la nécessité d’induire une réponse immunitaire à large spectre et notamment des anticorps multifonctionnels pour protéger de l’infection par le VIH. Les approches vaccinales traditionnelles n’étant pas capables d’induire d’anticorps neutralisants à large spectre (bNAbs) suffisamment puissants contre le VIH-1, des stratégies alternatives sont étudiées afin d’induire ces bnAbs. Les avancées majeures concernent le développement de (i) glycoprotéines d’enveloppe optimisées comme immunogène, (ii) vecteurs transportant et présentant l’immunogène de manière efficace et (iii) la forme galénique permettant d’augmenter la durabilité de la réponse protectrice. Dans ce contexte, l’objectif de ce doctorat est d’évaluer les réponses immunitaires induites par des nanoparticules biodégradables fonctionnalisées avec des glycoprotéines d’enveloppe du VIH et d’optimiser la libération prolongée in vivo de l’immunogène. Dans un premier temps, nous avons comparé plusieurs glycoprotéines et sélectionné une glycoprotéine d’isolat primaire optimisée (SOSIP BG505) pour ses capacités à s’adsorber de manière stable à la surface des nanoparticules biodégradables, tout en exposant les épitopes de neutralisation, et capable d’induire in vivo une réponse immunitaire systémique. Nous avons ensuite conçu un hydrogel thermosensible à base de poloxamers capable d’incorporer ces nanoparticules tout en gardant leur stabilité colloïdale et analysé leur biodistribution par imagerie corps entier chez la souris. L’injection par voie sous cutanée de cet hydrogel permet d’induire une réponse immunitaire humorale forte, stable et des IgGs de forte affinité. Cette nouvelle formulation, innovante et simple à mettre en place, apparait comme une nouvelle stratégie de vaccination applicable à de nombreuses pathologies virales nécessitant l’induction d’anticorps neutralisant de forte affinité et à large spectre / Current knowledge indicates the need to induce a broad-spectrum immune response including multifunctional antibodies to protect against HIV infection. As traditional vaccine approaches are not capable of inducing potent broad-spectrum neutralizing antibodies (bNAbs) against HIV-1, alternative strategies are being investigated to induce these bnAbs. Major advances include the development of (i) optimized envelope glycoproteins as immunogens, (ii) efficiently carrying and immunogenic carriers, and (iii) the dosage form that would increase the durability of the protective response. In this context, the objective of this PhD is to evaluate the immune responses induced by biodegradable nanoparticles functionalized with HIV envelope glycoproteins and to optimize the in vivo sustained release of the immunogen.First, we compared several glycoproteins and selected an optimized primary isolate glycoprotein (SOSIP BG505) for its ability to be adsorbed to the surface of biodegradable nanoparticles, while exposing neutralization epitopes, and capable of inducing a systemic immune response in vivo. We then designed a thermosensitive, poloxamers-based hydrogel, capable of incorporating these nanoparticles while maintaining their colloidal stability and we have analyzed their biodistribution by whole-body imaging in mice. The subcutaneous injection of this hydrogel makes it possible to induce a strong, stable humoral immune response with high affinity IgGs. This new formulation, innovative and easy to implement, appears as a new vaccination strategy applicable to many viral diseases requiring the induction of high affinity neutralizing antibodies and broad spectrum

Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde, 7,6 millions de décès en 2008. Bien que de nombreux progrès ont été réalisés dans le traitement du cancer, de nouvelles approches sont nécessaires afin de minimiser les effets secondaires délétères et d'augmenter le taux de survie. Par conséquent, l'avenir de la nanomédecine réside dans le développement de nano-plateformes multifonctionnelles. Il ne fait aucun doute que les hybrides organique / inorganique à base de dendrons représentent des outils très avancés, capables de cibler spécifiquement et d'être suivis par imagerie en même temps. Dans ce contexte, les objectifs de cette thèse sont non seulement la conception de nano-objets magnétiques dendronisés biocompatibles permettant à la fois le diagnostic par imagerie à résonance magnétique (IRM) ainsi que par imagerie optique (IO) mais également la validation in vitro et in vivo des propriétés de ces nano-objets et la démonstration de leur efficacité pour le ciblage spécifique de tumeurs. / Cancer is a worldwide leading cause of death, 7.6 million deaths in 2008 with 13% mortality. Although much progress has been made in early cancer diagnosis and treatment, new approaches are needed to minimize the deleterious side effects while increasing survival rate. Therefore, the future of Nanomedicine relies in the development of multifunctional nano-platforms that combine therapeutic components, multimodal imaging and active targeting. Organic/inorganic dendrimer-based hybrids are very advanced tools, especially for targeting a specific cell type or a particular organ and for being followed by imaging techniques at the same time.In this context, the objective of this thesis is not only the design of multifunctional magnetic dendronized nano-objects, but also their in vitro and in vivo validation and assessment of their active targeting effectiveness.

Les nanoparticules (NP) de poly(acide lactique) (PLA) sont des vecteurs biodégradables prometteurs pour la vaccination et la délivrance thérapeutique. Cependant leur évaluation in vivo n'est pas toujours couronnée de succès. Un des écueils réside dans la difficulté à suivre la prise en charge cellulaire de ces nanomatériaux à l'échelle d'un organisme, ces NP étant indécelables dans les tissus profonds. L'objectif de cette thèse est de valider l'utilisation des NP de PLA comme plateforme d'imagerie et de vectorisation d'actifs chez Drosophila Melanogaster et d'analyser ainsi le devenir de NP dans un corps entier. Le modèle drosophile a été choisi pour son faible encombrement, sa facilité d'élevage, la diversité des lignées transgéniques et la puissance des outils génétiques à disposition. Il permet également de mener des études mécanistiques in vivo dans un laps de temps restreint. Nous avons évalué in cellulo et in vivo la toxicité de ces NP afin d'établir des conditions optimales expérimentales. Ensuite le potentiel des NP de PLA a été évalué in cellulo sur des cellules de drosophile transfectées transitoirement par un plasmide porteur du gène GFP sous le contrôle du promoteur UAS. Les NP vectorisant le gène gal4 ou la protéine GAL4 permettent de confirmer par simple observation en microscopie à fluorescence l'efficacité de délivrance de molécules actives dans la cellule via la fixation de la protéine GAL4 sur le promoteur UAS. Enfin, ces formulations ont été administrées par voie orale à des drosophiles transgéniques UAS-RFP pour confirmer les résultats précédents in vivo. GAL4 est un outil prometteur pour le suivi indirect de NP dans des organismes transgéniques / The biodegradable NanoParticles (NPs) of PolyLactic Acid) (PLA) are promising vectors for vaccination and therapeutic delivery. However, their in vivo evaluation is not always successful. NPs being undetectable in deep tissues, one of the challenges is the difficulty to follow the cellular uptake of these nanomaterials at the organism level. The aim of this thesis is to validate the use of PLA NPs as an imaging and drug vectorization platform in Drosophila melanogaster, and to analyze their fate in the whole fly body. The Drosophila model was chosen for its small footprint, the ease of breeding, the variety of transgenic lines, and the power of genetic tools available. Tt also allows to carry out in vivo mechanistic studies in a limited time window. We evaluated in cellulo and in vivo toxicity of these NP to determine optimal experimental conditions. Then the potential of PLA NPs was evaluated in cellulo on transiently transfected Drosophila cells by a plasmid carrying the GFP gene under the control of the UAS promoter. A simple observation by fluorescence microscopy of NPs vectorizing the gal4 gene or the GAL4 protein can confirm the effective delivery of active molecules into the cell through the binding of GAL4 protein to the UAS promoter. Finally, these formulations were orally administered to transgenic Drosophila UAS-RFP to confirm the previous in vivo results. GAL4 is a promising tool for indirect monitoring of NPs in transgenic organisms

La distribution in vivo des médicaments est étudiée par des techniques quantitatives faiblement ou non résolues spatialement. Avec l'apparition des thérapies personnalisées, des études plus approfondies sont nécessaires pour connaître précisément le comportement des molécules vectorisées sous la forme de nanoparticules (NPs). Dans le cadre du programme européen Ternanomed, ce projet de recherche a pour objectif d’évaluer la capacité de deux techniques d’imagerie appliquées à l’étude de la distribution de nanomédicaments à base de squalène et de Cis platine (Cis-Pt). Ces deux techniques ont été sélectionnées pour leur apport d’informations complémentaires à l’échelle des organes et des tissus : i) l’imagerie par résonnance magnétique (IRM) pour suivre in vivo la biodistribution de NPs modèles à base de Cis-Pt et BiSqualène (BiSQ), marquées par des agents de contraste type oxyde de fer (USPIO), ii) l’imagerie de microfluorescence X, couplée au rayonnement synchrotron (SR-μXRF), qui ne nécessite pas de marquage préalable des nanomédicaments, pour le suivi tissulaire du Cis-Pt.Concernant l’approche par IRM, nous avons encapsulé avec succès nos USPIO synthétisées au sein des NPs de Cis-Pt BiSQ (210nm, polydispersité 0,1), tout en leur conférant un pouvoir contrastant à 7 tesla (r2=404 ms.mol-1 et r1=3 ms.mol-1). Ces NPs nouvellement préparées sont également traçables chez notre modèle murin Nudes. Les résultats de biodistribution montrent une arrivée rapide du contraste dans les organes épurateurs : le foie et la rate (5 minutes après l’injection). Au final, l’analyse par IRM a permis d’obtenir les données de biodistribution en temps réel des NPs à base de Cis Pt BiSQ, grâce au suivi du contraste apporté par les USPIO encapsulés. Concernant l’imagerie par SR-μXRF, nous avons démontré que cette technique est suffisamment sensible pour détecter et cartographier le Cis-Pt, vectorisé par nos NPs modèles. La distribution du Cis Pt a été quantifiée localement à partir d’une référence interne de concentration connue, le Zinc, à partir de notre méthode validée par le dosage globale du Platine par spectrométrie d’absorption atomique. Lorsque notre référence tissulaire n’est pas distribuée de façon homogène, une méthode semi-quantitative a été mise au point pour comparer la distribution à 2h, 8h et 24h, tel qu’au niveau des coupes de tumeurs PANC-1.Au final, ces travaux ont permis de démontrer, que la SR-μXRF et l’IRM sont des approches de choix pour l’étude pharmacocinétique et pharmacodynamique de nanomédicaments tels que les NPs à base de Cis-Pt. La technique de microfluorescence X contribue au caractère original et pionnier de ce travail de recherche, apportant des nouveaux résultats de détection et quantification important dans le domaine des nanomédecines. / Nowadays, the in vivo distribution of drugs is studied by non-spatial or partially spatial quantitative techniques. With the development of personalized therapies, many studies are required to know the in vivo behaviour of these innovative treatments, which target drugs, such as nanoparticles (NPs). Into the European funded program Ternanomed, the aim of this multidisciplinary research project was to evaluate two complementary imaging methods to study the distribution of squalene and Cis platinum (Cis Pt) NPs. The 2 imaging methods were selected to provide complementary data at the scale of organs and tissues: i) Magnetic resonance imaging (MRI) to monitor the in vivo biodistribution of NPs models based on Cis-Pt and BiSqualene (BiSQ), labelled with "UltraSmall Iron Oxide Particle" (USPIO) contrast agents, ii) X-ray microfluorescence imaging, coupled with synchrotron radiation (SR-μXRF) without any labelling of these nanomedicines, by following the Cis-Pt drug distribution into tissues.Regarding the MRI approach, we first successfully prepared Cis-Pt BiSQ NPs loading with USPIO (210nm, polydispersity 0,1). These NPs were given a contrast at 7 Tesla (r2 = 404 ms.mol-1 and r1 = 3 ms.mol-1). These newly prepared and characterized NPs were also trackable into our Nude murine model. The results show a rapid arrival of contrast in the liver and spleen scavengers (5 minutes after injection). Ultimately, MRI analysis yielded real-time biodistribution data for Cis-Pt BiSQ-based NPs by monitoring the contrast provided by encapsulated USPIO. Regarding the SR-μXRF imaging analysis, we demonstrated that this technique is very sensitive to detect and map the Cis-Pt distribution, the drug vectorized by our squalene NPs models. Additionally, a local quantitative analysis is feasible when a microelement present in the tissue is used as a reference, in our study the Zinc element. The distribution of Cis-Pt was quantified in the hepatic, renal and fat tissues, after 2h and 24h, with our method validated by the global Platinum microanalyse using atomic absorption spectrometry. When the tissue reference appears not homogenously distributed, a semi-quantitative analysis method is possible to compare the distribution such as into PANC-1 tumour sections.Finally, these two complementary approaches illustrate the use of SR-μXRF and lay the optimized bases of MRI to study the pharmacokinetics and pharmacodynamics of two new types of Cis-Pt/squalene NPs. The SR-μXRF technique, newly used in pharmaceutical field, had an effective contribution to these original and pioneering research studies with an original way of in vivo assessment of the distribution of drug embedded into nanomedicine system. The issue of detecting correct and measurable distribution of the drugs is extremely important, timely and relevant to improve current knowledge in the state of the art. This research study brings new data which can produce significant impact to the overall area of nanomedicine.

Análogos da timidina têm sido marcados com diferentes radioisótopos devido ao seu potencial em monitorar a proliferação incontrolável de células. Considerando que o radioisótopo tecnécio-99m mantém ainda uma posição privilegiada devido às suas propriedades químicas e nucleares, este trabalho constituiu-se do desenvolvimento de uma nova técnica de marcação da timidina com o 99mTc, mediante o emprego de complexos organometálicos. Os objetivos do trabalho foram: a síntese do complexo organometálico carbonil-tecnécio-99m; marcação da timidina com este complexo precursor; avaliação da estabilidade; e avaliações radioquímicas e biológicas com animais sadios e portadores de tumor. A preparação do complexo precursor, utilizando o gás CO foi de fácil execução, assim como a marcação da timidina com este precursor, obtendo-se uma pureza radioquímica ≥ 97% e ≥ 94%, respectivamente. Sistemas cromatográficos com bons níveis de confiabilidade foram utilizados, podendo qualificar e quantificar as espécies radioquímicas. O resultado do estudo in vitro da lipofilicidade revelou que o a timidina radiomarcada é hidrofílica, com um coeficiente de partição (log P) de -1,48. O complexo precursor e a timidina radiomarcada apresentaram boa estabilidade radioquímica em até 6 h em temperatura ambiente. A estabilidade com soluções de cisteína e histidina apresentaram perdas entre oito e onze pontos percentuais para concentrações de até 300 mM. Os ensaios de biodistribuição em camundongos sadios indicaram que a timidina radiomarcada apresentou uma rápida depuração sangüínea e baixa captação nos demais órgãos, com predominância de excreção da droga pelo sistema urinário e hepatobiliar. A captação tumoral foi baixa, apresentando valores de 0,28 e 0,18 %DI/g para tumor de pulmão e mama, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem mais investigações em outros modelos tumorais ou a modificação da estrutura da molécula orgânica que atua como ligante. / Thymidine analogs have been labeled with different radioisotopes due to their potential in monitoring the uncontrollable cell proliferation. Considering that the radioisotopes technetium-99m still keep a privileged position as a marker due to its chemical and nuclear properties, this dissertation was constituted by the developed of a new technique of labeling of thymidine analog with 99mTc, by means of the organometallic complex. The aims of this research were: synthesis of the organometallic complex technetium-99m-carbonyl, thymidine labeling with this precursor, evaluation of stability, and radiochemical e biological evaluation with healthy and tumor-bearing animals. The preparation of the organometallic precursor, using the CO gas, was easily achieved, as well as the labeling of thymidine with this precursor, resulting itself a radiochemical pureness of ≥ 97% and ≥ 94%, respectively. Chromatography systems with good levels of trustworthiness were used, ensuring the qualification and quantification of the radiochemical samples. The result of in vitro testing of lipophilicity disclosed that the radiolabeled complex is hydrophilic, with a partition coefficient (log P) of -1.48. The precursor complex and the radiolabeled have good radiochemical stability up to 6 h in room temperature. The cysteine and histidine challenge indicated losses between 8 and 11% for concentrations until 300 mM. The biodistribution assay in healthy mice revealed rapid blood clearance and low uptake by general organs with renal and hepatobiliary excretion. The tumor concentration was low with values of 0.28 and 0.18 %ID/g for lung and breast cancer, respectively. The results imply more studies in other tumor models or the modification of the structure of the organic molecule that act like ligand.

La radiothérapie induit des séquelles aigues puis tardives affectant les tissus sains inclus dans le volume irradié. D'une façon générale, le processus lésionnel se caractérise par une ischémie vasculaire, une apoptose cellulaire et une fibrose cicatricielle. Dans ce contexte, la thérapie cellulaire à l'aide de cellules souches mésenchymateuses médullaires CSMM pourrait constituer une nouvelle approche thérapeutique séduisante, les CSMM ayant une capacité intrinsèque à promouvoir l'angiogenèse et une implication dans les processus naturels de réparation tissulaire. La première partie de ce travail a consisté à la mise au point de modèles murins présentant un processus de dégénérescence tissulaire similaire à celui survenant après radiothérapie. L'objectif étant d'affiner la compréhension des mécanismes physiopathologiques des lésions tissulaires radio-induites et de déterminer une stratégie thérapeutique la plus adaptée possible. La seconde partie de ce travail a été consacrée à l'évaluation de la faisabilité d'une autogreffe de CSMM dans le modèle murin d'irradiation précédemment établi en répondant à deux pré-requis : la rétention des cellules injectées au niveau du tissu cible et l'évaluation de la greffe sur le métabolisme osseux. Cette investigation préclinique sur un modèle murin a permis de réaliser une étape essentielle dans l'évaluation du traitement des lésions tissulaires radio-induites par thérapie cellulaire. Les données issues de ces travaux pourraient à terme permettre la mise en place d'études cliniques. / Radiation therapy induced acute and late sequelae within healthy tissue included in the irradiated area. In general, lesions are characterized by ischemia, cell apoptosis and fibrosis. In this context, cell therapy using bone marrow mesenchymal stem cells (BMSC) might represent an attractive new therapeutic approach, based partly on their angiogenic ability and their involvement in the natural processes of tissue repair. The first part of this work consisted in the development of experimental mouse model of radio-induced tissue degeneration similar to that occurring after radiotherapy. The aim was to better understand the physiopathological mechanisms of radiation-induced tissue damage and to determine the best treatment strategy. The second part of this work investigated the feasibility of autologous BMSC therapy on the murine model of radiation previously established with emphasis on two pre-requisites : the retention of the injected cells within the target tissue and the evaluation of the graft on bone metabolism. This preclinical investigation in a mouse model constitutes an essential step allowing an evaluation of the benefit of cell therapy for the treatment of radiation-induced tissue injury. Data from these studies could allow the proposal of clinical studies.

Análogos da timidina têm sido marcados com diferentes radioisótopos devido ao seu potencial em monitorar a proliferação incontrolável de células. Considerando que o radioisótopo tecnécio-99m mantém ainda uma posição privilegiada devido às suas propriedades químicas e nucleares, este trabalho constituiu-se do desenvolvimento de uma nova técnica de marcação da timidina com o 99mTc, mediante o emprego de complexos organometálicos. Os objetivos do trabalho foram: a síntese do complexo organometálico carbonil-tecnécio-99m; marcação da timidina com este complexo precursor; avaliação da estabilidade; e avaliações radioquímicas e biológicas com animais sadios e portadores de tumor. A preparação do complexo precursor, utilizando o gás CO foi de fácil execução, assim como a marcação da timidina com este precursor, obtendo-se uma pureza radioquímica ≥ 97% e ≥ 94%, respectivamente. Sistemas cromatográficos com bons níveis de confiabilidade foram utilizados, podendo qualificar e quantificar as espécies radioquímicas. O resultado do estudo in vitro da lipofilicidade revelou que o a timidina radiomarcada é hidrofílica, com um coeficiente de partição (log P) de -1,48. O complexo precursor e a timidina radiomarcada apresentaram boa estabilidade radioquímica em até 6 h em temperatura ambiente. A estabilidade com soluções de cisteína e histidina apresentaram perdas entre oito e onze pontos percentuais para concentrações de até 300 mM. Os ensaios de biodistribuição em camundongos sadios indicaram que a timidina radiomarcada apresentou uma rápida depuração sangüínea e baixa captação nos demais órgãos, com predominância de excreção da droga pelo sistema urinário e hepatobiliar. A captação tumoral foi baixa, apresentando valores de 0,28 e 0,18 %DI/g para tumor de pulmão e mama, respectivamente. Os resultados obtidos sugerem mais investigações em outros modelos tumorais ou a modificação da estrutura da molécula orgânica que atua como ligante. / Thymidine analogs have been labeled with different radioisotopes due to their potential in monitoring the uncontrollable cell proliferation. Considering that the radioisotopes technetium-99m still keep a privileged position as a marker due to its chemical and nuclear properties, this dissertation was constituted by the developed of a new technique of labeling of thymidine analog with 99mTc, by means of the organometallic complex. The aims of this research were: synthesis of the organometallic complex technetium-99m-carbonyl, thymidine labeling with this precursor, evaluation of stability, and radiochemical e biological evaluation with healthy and tumor-bearing animals. The preparation of the organometallic precursor, using the CO gas, was easily achieved, as well as the labeling of thymidine with this precursor, resulting itself a radiochemical pureness of ≥ 97% and ≥ 94%, respectively. Chromatography systems with good levels of trustworthiness were used, ensuring the qualification and quantification of the radiochemical samples. The result of in vitro testing of lipophilicity disclosed that the radiolabeled complex is hydrophilic, with a partition coefficient (log P) of -1.48. The precursor complex and the radiolabeled have good radiochemical stability up to 6 h in room temperature. The cysteine and histidine challenge indicated losses between 8 and 11% for concentrations until 300 mM. The biodistribution assay in healthy mice revealed rapid blood clearance and low uptake by general organs with renal and hepatobiliary excretion. The tumor concentration was low with values of 0.28 and 0.18 %ID/g for lung and breast cancer, respectively. The results imply more studies in other tumor models or the modification of the structure of the organic molecule that act like ligand.

L'objectif de cette thèse a été de développer et d'utiliser une nouvelle classe de sondes optiques ayant des propriétés de luminescence persistante. La luminescence persistante, plus connue du grand public sous le terme phosphorescence, est la propriété que possèdent certains matériaux de continuer à émettre de la lumière après la fin de l'excitation. <br /><br />Le développement rapide de nombreuses techniques d'imagerie durant les dernières décennies (IRM, écho-doppler, scanner, PET...) répond à un besoin croissant d'images des biologistes et des médecins . De la simplification des travaux expérimentaux à une détection précoce de maladies, une dynamique s'est créée autour des recherches en imagerie. Chaque technique possède avantages et inconvénients, rendant ainsi complémentaires l'ensemble des imageries. <br /><br />L'imagerie optique est un domaine en pleine expansion avec des retombées directes en pharmacologie, dans le développement d'outils d'aide au diagnostique et de recherches en biologie moléculaire et cellulaire. Malgré une utilisation toujours croissante de la fluorescence dans des études in vivo, cette technique souffre toutefois de limitations dues notamment à l'autofluorescence des tissus et à la faible pénétration de la lumière excitatrice. Ces contraintes limitent la capacité à imager des tissus profonds <br /><br />Pour pallier à ces contraintes, un procédé basé sur l'utilisation de nanomatériaux à luminescence persistante (phénomène communément appelé phosphorescence) a été développé. Ces particules présentent l'avantage de pouvoir être excitées préalablement à l'injection dans le milieu biologique et de pouvoir émettre de la lumière durant plusieurs heures. Ceci permet d'éviter l'excitation des sondes à l'intérieur de l'animal, supprimant ainsi les problèmes d'autofluorescence des tissus.<br /><br />En utilisant ces sondes en imagerie du petit animal, nous avons montré qu'il est possible de suivre la biodistribution des nanoparticules en temps réel pendant plus d'une heure sans recourir à une quelconque excitation externe. Des modifications chimiques de surface nous ont permis d'étudier les différences de biodistribution des nanoparticules selon leurs charges de surface (positives, négatives ou neutres). Des expériences portant sur la localisation de tumeurs chez la souris ont également été réalisées avec succès.

La vectorisation est une stratégie pharmaceutique qui consiste non seulement à réduire les quantités de principe actif administrées, mais aussi à améliorer le rapport bénéfice/risque pour le patient. La délivrance cellulaire spécifique est augmentée alors que les effets secondaires causés par la délivrance non spécifique sont diminués. Pour être le plus efficace possible, différents vecteurs ont été proposés, non seulement capables d'encapsuler des molécules thérapeutiques, mais aussi d'interagir efficacement avec les cellules cibles. De ce point de vue, les nanoparticules polymères sont des objets intéressants pour cibler de manière spécifique certaines cellules, grâce à la combinaison unique d'une taille nanométrique et de la possibilité de moduler considérablement leurs propriétés physico-chimiques.A ce jour, l'influence de la morphologie des micro- et nanoparticules sur leur biodistribution est quasiment inconnue. Cependant, les rares études sur ce sujet suggèrent que la forme des objets introduits dans le corps a une influence majeure sur leur devenir dans les fluides [1], in vitro [2], et in vivo. Ainsi, l'observation des micro-organismes a déjà démontré que leur forme influence non seulement leur déplacement, mais aussi leur capacité à interagir avec les cellules et à être capturés par les macrophages.Comprendre, au niveau micro- et nanométrique l'influence de la forme sur les interactions entre les particules et les cellules présente un intérêt scientifique et pharmaceutique indéniable. Dans ce cadre, l'objectif de notre projet était d'identifier les différents mécanismes ou phénomènes que la forme peut impacter, et d'essayer de quantifier leur importance respective. De plus en plus d'études sur la fabrication de micro- et nanoparticules de formes originales émergent, mais quasiment aucune donnée ne fournit d'indication sur l'influence de la forme sur le comportement de ces objets.Pour mener à bien ce travail, nous nous sommes concentrés sur la production de particules non sphériques de formes et surfaces contrôlées, soit par une méthode d'auto-assemblage de copolymères de poly(gamma-benzyle-L-glutamate), soit par la déformation de particules sphériques. Enfin nous avons étudié l'influence in vitro de la forme sur les interactions avec des surfaces caractérisées, par résonance plasmonique de surface, sur les interactions avec des cellules (Cellules endothéliales humaines du cordon ombilical, HUVEC), et l'influence de la forme sur le devenir in vivo de ces particules. Tous ces éléments ont permis de démontrer que la forme des micro- et nanoparticules doit être considérée comme un facteur majeur pour moduler leur devenir in vivo.

In the past, hyperlipidemia (HL) has been shown to affect the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of lipophilic drugs extensively bound to lipoproteins, including halofantrine (HF). The present thesis examined the effect of HL on the biodistribution, metabolism and electrocardiographic (ECG) effects of HF in the poloxamer 407 rat model of HL. The HL state caused unexpected changes in the distribution of HF enantiomers. In contrast to plasma, concentrations of desbutyl-HF (DHF) were much higher in highly perfused tissues. Following in vitro incubation of racemic HF and DHF, HF and DHF enantiomers shifted from the lipoprotein deficient fraction to triglyceride-rich fractions in HL plasma. No significant differences were noted in HF metabolism between NL and HL liver microsomes. It appears that both reduced plasma unbound fraction and lipoprotein associated directed uptake of lipoprotein-bound drug by tissues play roles in enantiomer biodistribution. In everted gut metabolism, formation of DHF enantiomers was inversely proportional to bile concentration whereas addition of lipids in the presence of bile caused a significant decrease in DHF:HF ratio of (-)-enantiomers. Pre-treatment of rats with peanut oil had no significant effect on DHF formation in the incubated sacs or microsomal preparations, nor did it affect the expression of intestinal CYP450. The above results were consistent with previous in vivo evaluations showing that the DHF to HF ratio was decreased by the ingestion of a high fat meal. In the ECG study, HL by itself had no effect on the ECG. In HL rats, plasma but not heart concentrations of the HF enantiomers were significantly higher compared to NL rats. DHF did not impart significant ECG prolonging effects after HF administration. The unbound fraction of HF was the controlling factor for drug uptake by the heart. Despite the lack of difference in HF heart concentrations, the QT and QTc intervals were significantly higher in HL compared to NL rats, suggesting a greater vulnerability towards HF induced QT interval prolongation in the HL state. The HL serum resulted in decreased metabolism of HF enantiomers in the isolated primary rat hepatocytes. Studies with LLC PK1 and NRK 52E cells showed that HF is not a substrate of P-glycoprotein transporters. / Pharmaceutical Sciences