De nombreux systèmes nanoparticulaires ont été développés pour modifier la délivrance de molécules par la voie cutanée. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés aux nanoparticules lipidiques type Janus (JNP), une forme galénique innovante caractérisée par la combinaison de deux compartiments, de polarité chimique opposée, un compartiment aqueux accolé à un compartiment lipidique. L’objectif principal a été la caractérisation des JNP. La spectroscopie ATR-FTIR a permis de mettre au point un descripteur IR permettant de suivre la stabilité physique des JNP à l’air libre et en fonction du temps. Le même descripteur a permis de suivre leur devenir à la surface de la peau, et de constater une pénétration significative à partir de 3 heures d’application. Nous avons prouvé que l’AFM-IR est une technique prometteuse pour étudier la nanostructure de la peau. De plus, elle a permis de montrer qu’après 24 heures d’application, les JNP se sont accumulées dans les premières couches du SC avec un gradient dans les couches plus profondes du SC. En revanche, il n’a pas été possible de déterminer si elles ont pénétré à l’état intact ou dégradé. Les JNP semblent avoir une influence sur la pénétration cutanée de l’acide hyaluronique, elles ont permis une augmentation significative de son flux de pénétration. La caractérisation de la phase lipophile des JNP par différentes techniques (LC-MS, DLS, Cryo-TEM, diffraction des rayons X…) a permis de mieux comprendre leur instabilité aux températures élevées (32°C - 43°C). / Many nanocarriers have been developed to improve the delivery of molecules into the skin. In this PhD thesis, we are interested in lipid-based Janus nanoparticles (JNP), an innovative galenic form characterized by the combination of two compartments of opposite chemical polarity, an aqueous compartment associated to a lipid compartment. The main aim was the characterization of JNP. ATR-FTIR spectroscopy allowed to identify an infrared descriptor to follow the physical stability of JNP in open air and over time. The same descriptor allowed to follow their behavior on the surface of the skin, and to note a significant penetration from 3 hours of application. AFM-IR has been shown to be a promising technique for studying the nanostructure of the human skin. In addition, it has shown that after 24 hours of application, JNP were accumulated in the first layers of the SC with a gradient in the deeper layers of the SC. However, it was not possible to conclude if they have penetrated in the intact or degraded form. JNP seem to have an influence on the cutaneous penetration of the hyaluronic acid, they allowed a significant increase of its penetration flux. The characterization of the lipophilic phase of JNP by different techniques (LC-MS, DLS, Cryo-TEM, X-ray diffraction...) allowed to better understand their instability at high temperatures (32°C - 43°C).

Ce travail de thèse a pour objectif de développer des voies d’administrations moins contraignantes pour le patient que la voie injectable traditionnellement utilisée pour la délivrance de peptides et de protéines thérapeutiques. Nous nous sommes donc intéressés dans ce travail à la formulation de ces peptides et protéines par la réalisation de systèmes colloïdaux formés de vecteurs amphiphiles, les lipoamino acides (LAAs). Ces systèmes colloïdaux protéines/LAAs sont destinés à l’administration de peptides et protéines par voie nasale et par voie cutanée. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec une industrie bordelaise spécialisée dans la formulation de principes actifs. La première partie de la thèse décrit la formation colloïdale de LAAs et de protéines thérapeutiques pour l’administration par voie nasale. Des études en dichroïsme circulaire nous ont donné des informations sur la structure secondaire des protéines dans le colloïde formé. L’analyse en diffusion dynamique de la lumière nous a apporté des informations sur la taille des complexes colloïdaux protéine-LAAs. La modélisation moléculaire nous a permis d’étudier la structure atomique de ces complexes colloïdaux. Enfin, pour évaluer la perméabilité membranaire de ces colloïdes, des études in vitro sur cellules nasales et des études précliniques ont été réalisées. Dans la deuxième partie, nous nous sommes intéressés au développement d’une formulation colloïdale à base de LAAs et de cyclosporine en vue du traitement par voie locale du psoriasis. L’efficacité de la formulation a été testée par RMN du deutérium grâce au développement et à la validation de modèles lipidiques de peau saine et psoriasique. / The aim of this thesis is to develop less constraining administration pathways than the injectable way traditionnaly used for the delivery of therapeutic peptides and proteins. In this work we focus in the formulation of these peptides and proteins by formation of colloidal system with amphiphilic vectors, the lipoamino acids (LAAs). These colloidal systems proteins/LAAs are intended for the administration of peptides and proteins by nasal and cutaneous pathways. This work was completed in collaboration with an industry located in Bordeaux and in the formulation of active ingredients. The first part of the thesis describes the colloidal formation of LAAs and therapeutic proteins for an administration by nasal route. Studies with circular dichroism gave information on the secondary structure of proteins in the colloid. Analysis using dynamic light scattering brought information on the size of the protein-LAAs colloidal complexes. Molecular modeling enabled us to study the atomic structure of these colloidal complexes. Finally, to evaluate the membrane permeability of these colloids, in vitro studies on nasal cells and preclinical studies were performed. In the second part, we developed a colloidal formulation containing LAAs and cyclosporine for treatment of psoriasis by local/topical administration. The effectiveness of the formulation was tested by solid state deuterium NMR on original lipidic models of healthy and psoriatic skin developed in the laboratory.