Ce travail porte sur la mise au point des nanocochléates intégrant à la fois l’amphotéricine B (AmB) et la miltéfosine (hexadécylphosphocholine, HePC) dotés de propriétés adéquates pour une administration par voie orale pour le traitement de la leishmaniose viscérale. Notre premier axe de recherche a été l’étude des interactions de l’AmB et de l’HePC avec les monocouches de lipides de DOPS (dioleoyl phosphatidylsérine) et de Cho (cholestérol) dans le développement de nanocochléates chargés avec ces deux principes actifs. Les résultats expérimentaux nous ont permis de déterminer le rapport drogue/lipides optimal pour la formulation des nanocochléates : 9DOPS/1Cho/0,5AmB/0,5HePC et de confirmer que dans la formulation de nanocochléates, l’AmB et l’HePC sont incorporés de façon stable et se situent au sein des bicouches lipidiques entre des lipides, plutôt que dans la phase aqueuse entre les bicouches.Notre second axe de recherche a porté sur la formulation et la caractérisation des nanocochléates chargés en AmB et en HePC. Ces nanocochléates ont été formulés à partir des liposomes unilamellaires encapsulant ces deux principes actifs. Les paramètres expérimentaux majeurs (taille de liposomes, proportion DOPS/1Cho) ont été optimisés. Les propriétés physico-chimiques des nanocochléates, telles que la taille, la charge de surface, la morphologie, le rendement d'encapsulation, l’organisation des principes actifs et la stabilité pendant le stockage au cours de temps ont été étudiées. En vue d'une formulation orale, la libération des principes actifs in vitro ainsi que la stabilité des nanocochléates in vitro dans les milieux gastro-intestinaux ont également été étudiés d’après la Pharmacopée des Etats-Unis. Enfin, une étude in vivo préliminaire chez le rat portant sur la pharmacocinétique plasmatique d'AmB après administration orale de nanocochléates chargés en AmB avec ou sans HePC en comparaison avec l’Ambisome® et la Fungizone® a été entamée. Les résultats préliminaires ont démontré une absorption significative par voie orale de l’AmB.Ce travail a permis de développer des nanocochléates avec des propriétés appropriées pour une formulation contenant à la fois l’AmB et l’HePC administrable par voie orale. Néanmoins, des optimisations restent à réaliser avant d’envisager une application clinique. / The aim of this work was to formulate nanocochleates containing both Amphotericin B (AmB) and miltefosine (hexadecylphosphocholine, HePC) with properties suitable for administration by the oral route for the treatment of visceral leishmaniasis. The first part of this work was a fundamental study of the interactions between AmB and HePC and monolayers of dioleylphosphatidylserine (DOPS) with or without cholesterol (Cho), to provide a basis for the formulation of nanocochleates containing the two active molecules. The results allowed us to define the optimal proportions for the formulation of nanocochleates: 9DOPS/1Cho/0.5AmB/0.5HePC and to predict that AmB and HePC would be incorporated stably into the formulation and would be located between the lipids in the bilayers rather than in the aqueous phase between the bilayers. The second part of the work was the formulation and characterization of nanococheates containing both AmB and HePC. These were derived from unilamellar liposomes containing the two active molecules. The crucial experimental parameters (size of the liposomes, ratio of DOPS to Cho) were optimized. The physico-chemical properties of the nanocochleates, such as the size, surface charge, morphology, encapsulation yield, the organization of the active molecules and the stability during long-term storage were studied. Since the formulation was destined for the oral route, in-vitro drug release and the stability of the nanocochleates in simulated gastro-intestinal media were studied according to the recommendations of the US Pharmacopeia. Finally, a preliminary in-vivo study of the plasma pharmacokinetics of AmB after oral gavage to rats of nanocochleates contained AmB with or without HePC, in comparison with AmBisome and Fungizone, was carried out. A significant oral absorption of AmB was observed. This work has led to the formulation of nanocochleates containing AmB and HePC with appropriate properties for oral administration. However, further optimization is necessary before such particles will be suitable for clinical use.

Ces dernières années, le nombre d’agents thérapeutiques issus des biotechnologies n’a cessé d’augmenter. Parmi ceux-ci, plus de 85% sont administrés par voie parentérale, principalement par injection sous-cutanée ou intraveineuse. Cette forme d’administration ne favorisant pas la compliance des patients, de nombreuses recherches ont été effectuées afin de trouver des alternatives à ces voies invasives, telles que la voie intranasale, pulmonaire, transdermique ou orale. Cette dernière a pour avantage, en plus d’être non invasive, de ne pas nécessiter de formation particulière du patient au moment de la délivrance. Elle permet donc une plus grande compliance, et ce d’autant plus lorsqu’il s’agit d’un traitement chronique. Malheureusement, il a été démontré que la biodisponibilité relative des peptides et protéines non formulés administrés oralement est inférieure à 1%.Lors des nombreux développements destinés à augmenter l’absorption intestinale de ces macromolécules, l’insuline a souvent été utilisée comme modèle de peptide. En effet, elle est facilement disponible dans le commerce et est utilisée de façon chronique dans le traitement de certaines formes de diabète, principalement le diabète de type I. De plus, son administration orale permet de bénéficier d’un premier passage hépatique bénéfique car il permet de mimer sa sécrétion naturelle à partir du pancréas dans la veine porte hépatique.Au vu des nombreuses études réalisées dans le cadre de l’administration orale de peptides et protéines, nous avons opté pour une stratégie de formulation reposant sur l’encapsulation de ces molécules afin de les protéger des conditions défavorables présentes tout au long du tractus gastro-intestinal.Les systèmes nanoparticulaires nous semblant les plus prometteurs, nous nous sommes fixé comme objectif d’obtenir des nanoparticules dont le diamètre moyen ne dépassait pas 300 nm, valeur généralement reprise dans la littérature comme étant la plus efficace en vue d’augmenter leur absorption à travers l’épithélium intestinal. A partir de cette hypothèse, nous avons développé deux types de nanoparticules :des nanoparticules polymériques et lipidiques. Dans les deux cas, nous avons cherché à obtenir des nanoparticules mucoadhésives dont les avantages sont (i) une protection partielle contre l’environnement intestinal, (ii) une diminution de la clairance permettant une augmentation du temps de résidence au site d’absorption, (iii) une diminution de la distance de diffusion et enfin, (iv) une augmentation du gradient de concentration vers la circulation systémique.Les formulations polymériques consistaient en des nanoparticules composées d’un polymère cationique (chitosan et ses dérivés), d’un peptide (insuline ou colistiméthate sodique) et éventuellement d’un dérivé polyanionique. La formation de ces nanoparticules repose sur des interactions électrostatiques entre le polymère chargé positivement et le peptide présentant des charges négatives. Ce type de formulations a l’avantage de ne pas utiliser de solvant organique durant le processus de fabrication et d’être bioadhésif. Un autre avantage, grâce aux propriétés promotrices d’absorption du chitosan, est de pouvoir ouvrir les jonctions serrées présentes entre les cellules épithéliales du tractus digestif afin de faciliter l’absorption du principe actif. Les formulations obtenues présentaient un diamètre inférieur à 300 nm et un potentiel zêta dont la valeur se situait toujours entre +24 mV et +40 mV. Grace à cette charge de surface, nos nanoparticules présentaient des propriétés mucoadhésives. Celles-ci étaient d’autant plus marquées lorsque le diamètre des particules diminuait et que leur potentiel zêta augmentait. Les taux d’encapsulation pour ces formulations étaient supérieurs à 50%, atteignant 64 ± 4% pour la meilleure formulation. Nous avons également observé que les profils de libération du peptide à partir de ces nanoparticules pouvaient être modulés par le choix du polymère, et plus particulièrement son degré de quaternisation, ainsi que par l’emploi d’un dérivé polyanionique. De cette façon, certaines formulations permettaient une libération continue sur 210 minutes tout en offrant une protection efficace contre les enzymes digestives. Enfin, comparativement à de l’insuline en solution, nous avons pu montrer que le passage à travers une monocouche cellulaire de Caco-2/HT-29 mimant l’épithélium intestinal était supérieur pour nos formulations avec un passage atteignant 3,9 ± 0,5% après 240 minutes contre 1,2 ± 0,3% après le même temps pour une solution d’insuline. Finalement, nous avons démontré in vivo que le processus de formulation ne dénaturait pas notre peptide puisque son efficacité biologique était conservée. Les formulations lipidiques étaient, quant à elles, obtenues à partir d’émulsions solidifiées. Pour cela, une double émulsion E/H/E était réalisée avec, en phase interne, une phase aqueuse contenant le peptide et une phase externe organique contenant les lipides. Cette émulsion primaire était ensuite émulsifiée dans une phase aqueuse externe contenant des tensioactifs. Le solvant organique était ensuite évaporé, conduisant à la solidification des lipides sous forme de nanoparticules lipidiques solides. L’emploi d’un lipide cationique permettait d’obtenir une charge de surface positive conduisant aux propriétés mucoadhésives. Comme pour les formulations à base de chitosan, les nanoparticules obtenues présentaient un diamètre inférieur à 300 nm et un potentiel zêta toujours supérieur à +33 mV. Le taux d’encapsulation était compris entre 30% et 42%. Ces formulations permettaient également la protection du peptide encapsulé envers les enzymes digestives (pepsine et trypsine). La libération du peptide à partir des nanoparticules était biphasique, avec une libération importante durant les trente premières minutes, suivie d’une libération continue. Ces formulations permettaient également d’augmenter le passage du peptide sur une monocouche cellulaire mimant l’épithélium intestinal puisque nous obtenions un passage égal à 2,9 ± 0,4% après 4h pour nos cSLN, contre 1,2 ± 0,3% pour une solution d’insuline. Comme précédemment, l’intégrité du peptide n’était pas modifiée par notre processus de formulation. Afin de confirmer que nos principes de formulation pouvaient être transposables à d’autres peptides et protéines, nous avons réalisé des formulations similaires avec le colistiméthate de sodium, une prodrogue d’un antibiotique polypeptidique, la colistine.A la suite de ces évaluations in vitro, nous avons sélectionné les meilleurs candidats pour chaque type de formulation contenant de l’insuline afin de réaliser une étude in vivo. Cette dernière consistait en l’administration orale, chez le rat, d’une gélule gastrorésistante contenant nos formulations. A la suite de cette administration, nous avons suivi la glycémie chez le rat afin de comparer nos résultats avec une administration sous cutanée d’insuline correspondant au traitement classique, ainsi qu’à l’administration orale d’insuline non formulées. Les résultats obtenus ont démontré une diminution, parfois importante, de la glycémie lors de l’administration orale de nos formulations. Dans le cas des formulations à base de chitosan et d’insuline, administrées à 100 IU/kg, cette réduction de la glycémie a été observée chez deux animaux sur onze et à conduit à leur décès par hypoglycémie. Ce profil « tout ou rien » serait dû à la dissolution précoce des gélules alors qu’elles étaient encore présentes dans l’estomac. Concernant les formulations lipidiques, lorsque celles-ci étaient administrées à 50 IU/kg, nous observions une diminution de la glycémie de 28 ± 7% du taux basal, et ce pour les onze animaux. A l’avenir, il serait intéressant de pouvoir observer séparément la gélule de son contenu après administration, par des techniques d’imagerie médicale, afin de comprendre les variabilités observées in vivo. Il serait également intéressant de connaitre plus en détails les mécanismes de passage de l’épithélium intestinal. De telles études ont été réalisées in vitro ou ex vivo mais, à notre connaissance, pas in vivo. / In the last few years, research in biotechnology has produced a plethora of new therapeutics based on peptides and proteins. These new biotherapeutics are currently injected (e.g. subcutaneously), with lower patient compliance than for the oral route of administration. Indeed, the oral route is still considered as the most convenient way for drug delivery, offering high compliance by patients, especially in long-term treatments. However, proteins and peptides are characterized by low bioavailability when administered orally (lower than 1%). This is essentially due to their poor stability in the gastrointestinal (GI) tract (e.g. resulting from pH, enzymatic and microbial degradation) as well as limited permeability through the gastro intestinal mucosa.Numerous researches have been performed on oral administration of peptides and proteins with the use of insulin as the model drug. Indeed, insulin, a peptide hormone, is usually administered subcutaneously for the treatment of diabetes mellitus. Moreover, the oral administration of insulin can mimic the endogenous secretion by the pancreas as the absorbed insulin passes through the portal vein to the liver avoiding peripheral hyperinsulinemia. In this work, encapsulation strategy was selected to increase the oral bioavailability of macromolecules. These novel formulations were developed in the form of both polymeric and lipid cationic nanoparticles, which were characterized by a mean diameter lower than 300 nm. Such cationic nanoparticles allowed protecting the biomolecule against early degradation in the gastrointestinal tract as well as getting adhesive properties to decrease intestinal clearance and increase the concentration gradient toward the systemic circulation by shorting the diffusion pathway. The polymeric formulations were based on the use of a cationic polymer (e.g. chitosan and chitosan derivatives), a peptide (e.g. insulin or sodium colistimethate) and, alternatively, a polyanion. These formulations were prepared by self-assembly, via electrostatic interactions between the negatively charged drug and the positively charged polymers. An advantage of such formulations was to avoid the use of organic solvents during the preparation. Moreover, these formulations were characterized by bioadhesive properties and the use of chitosan derivatives as permeation enhancer was supposed to promote the intestinal absorption of macromolecules. The polymeric nanoparticles were all characterized by a mean diameter lower than 300 nm and a positive zeta potential that was ranged between +24 mV and +40 mV. The bioadhesive properties were found to be enhanced with a decrease of the nanoparticles diameter, as well as, by an increase of the zeta potential. The encapsulation efficiencies were found to be always higher than 40%. It was demonstrated that dissolution profiles of the encapsulated peptide from the polymeric nanoparticles was greatly influenced by the nature of the polymer (e.g. derivatization degree) and the use of a polyanion. A proper selection of both materials allowed getting a sustained-release of the peptide over 210 minutes. An effective protection against digestive enzymes was also demonstrated. Moreover, it was shown that the diffusion of insulin through Caco-2/HT-29 cell monolayers was increased when encapsulated in polymeric nanoparticles compared to a solution of raw insulin (e.g. 3.9 ± 0.5% vs. 1.2 ± 0.3% after 240 min.). Interestingly, it was also proved that the in vivo biologic activity of insulin was not altered during the formulation process.The so-called water-in-oil-in-water (W/O/W) double emulsion technique was used to produce the cationic solid lipid nanoparticles (cSLN). With the double emulsion method, the first emulsion is water in oil, which means that the protein is dissolved into the inner aqueous phase, emulsified with an organic phase including the lipids. This first emulsion was then emulsified with an outer aqueous phase including surfactants. The organic solvent was removed by evaporation to get solid lipid nanoparticles. It was decided to select cationic lipids to get ionic interactions between the positively charged surface of the cSLNs and the negative charges present in the mucus at the surface of the intestinal tract. The mean diameter of the cSLN remained lower than 300 nm and the zeta potential was always higher than +33 mV. The encapsulation efficiency was ranged between 30% and 42% and all the formulations were characterized by bioadhesive properties. Moreover, it was demonstrated that the cSLN allowed an effective protection against digestive enzymes (e.g. pepsin and trypsin). The dissolution profiles of the insulin from the cSLN were characterized by a biphasic release. There was an initial burst release in the first 30 min, followed by a sustained release of the peptide. Moreover, compared to free insulin in solution, these formulations significantly increased the passage of the encapsulated insulin through Caco-2/HT-29 cell monolayer to reach 2.9 ± 0.4% after 4h for the cSLN, instead of. 1.2 ± 0.3% for the unencapsulated raw insulin. Finally, as for the previous formulation based on chitosan, the peptide and its biological activity were preserved during the formulation process.In order to confirm that the developed formulations could be used with others peptides and proteins, similar formulations were developed with sodium colistimethate, a prodrug of a polypeptide antibiotic, the colistine.After these in vitro characterizations, the best formulation of each type containing insulin was selected to perform in vivo evaluation. Both polymeric and lipidic formulations were orally administered by the mean of an enterosoluble capsule. Glycemia in rat was monitored and compared to that obtained after a subcutaneous injection, as well as an oral administration of insulin solution. The results showed a tremendous decrease of the glycemia after the oral administration of our formulations. For the chitosan-based formulation, which was administered to eleven animals (100 IU/kg), a tremendous decrease of glycemia was observed in two animals, leading to their death by hypoglycemia. These results could be explained by an early dissolution of the capsule in the stomach, leading to the early release of our formulations. For the cSLN containing insulin and administered at 50 IU/kg, the mean decrease of the glycemia was 28 ± 7%. Nevertheless, consequent variability was observed for the highest decrease of the glycemia (20.8% - 42.2%) as well as for the time need to get this highest decrease (180 – 330 minutes). This variability can also be explained by an early dissolution of the capsule in the stomach and, even if these lipid formulations were stable in gastric media, their bioadhesive properties prevent them to reach the intestine.In the future, it would be interesting to simultaneously follow the capsule pathway and its content. This could be done by medical imaging and would help to understand the variability that was observed during our in vivo evaluation. It would also be interesting to evaluate more deeply the passage mechanism through the intestinal epithelium. Such studies have been done in vitro and ex vivo but not in vivo to the best of our knowledge. / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques (Pharmacie) / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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.

Ces travaux de thèse ont porté sur le développement de formulations innovantes et nanoparticulaire, destinées à améliorer la prise en charge des patients atteints de leucémie aigüe myéloïdes (LAM). Cette amélioration de la qualité de vie peut passer par le développement d’une formulation orale de décitabine.Trois stratégies de formulations différentes ont été développées : deux formulations de nanocapsules lipides (LNCs) avec encapsulation ou de décitabine, ou d’une prodrogue de décitabine (décitabine(C12)2) . La troisième stratégie a été le développement de particules de type liposomal, dans lesquelles la décitabine a été encapsulée. Après avoir été caractérisée sur des critères physicochimiques, chacune des stratégies basées sur les LNCs a été évaluée par des essais in vitro pour évaluer la perméabilité intestinale de la décitabine lorsqu’elle a été encapsulée. Une des stratégies a permis d’accroitre la perméabilité, in vitro, de la décitabine. L’activité sur la prolifération cellulaire a ensuite été évaluée sur des cellules humaines de LAM. Il a été démontré que l’encapsulation dans les LNCs améliore l’activité de la décitabine et de la décitabine (C12)2. Après l’ensemble de ces essais, en vue d’évaluer le potentiel avantages de ces formulations pour augmenter la demi-vie plasmatique de la décitabine, leurs stabilités dans du plasma humain a été évaluée. La décitabine (C12)2 libre et encapsulée permettent de limiter la dégradation rapide de la décitabine. Finalement, une étude de pharmacocinétique a été mise en place. L’encapsulation de la décitabine, en synthétisant au préalable une prodrogue permet d’augmenter les concentrations maximales atteintes. / The aim of this phD work was to develop nanoparticle formulations to improve patients’quality of life in case of acute myeloid leukemia (AML). These formulations could, for example, allow an oral administration of decitabine. Three different formulations were developed: two were based on lipid nanocapsules (LNCs) with an encapsulation of decitabine or a decitabine prodrug (decitabine(C12)2). The third strategy was aliposomal formulation with a decitabine encapsulation. After being characterized on physico-chemical parameters, in vitro intestinal permeability studies were performed on LNCs strategies. One strategy was able to enhance decitabine permeability. Cell proliferation studies performed on human AMLcell lines showed that encapsulations into LNCs improve decitabine and decitabine(C12)2 activities. In order to evaluate the potential of these formulations to enhance decitabine plasma half-life, their stabilities in human plasma were then assayed. Free decitabine(C12)2 or encapsulated into LNCs has been shown to limit the rapid decitabine degradation. Finally, pharmacokinetic studies were performed. Decitabine encapsulation into LNCs with a previous decitabine prodrug synthesis was able to increase maximal plasma concentrations.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Résumé : Le diabète gestationnel (DG), qui peut entraîner des conséquences importantes pour la mère et l’enfant, résulte d’un défaut de compensation de la sécrétion d’insuline par rapport à la résistance à l’insuline. Comme la grossesse représente en elle-même un modèle d’augmentation physiologique de la résistance à l’insuline, il est intéressant d’étudier et de caractériser les facteurs qui sont impliqués dans la résistance à l’insuline et, ultimement, dans le DG, chez la femme enceinte. Le Tumor necrosis factor alpha (TNFα) est soupçonné d’être un de ces facteurs, suite aux études effectuées chez les animaux et les populations humaines non enceintes, mais les résultats obtenus en grossesse sont encore controversés. Nous avons émis l’hypothèse que les niveaux circulants de TNFα sont associés au DG et à la résistance à l’insuline dans une large cohorte de femmes enceintes. Nous avons aussi investigué les variations des niveaux de TNFα en réponse à l’hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO) chez des femmes enceintes. Nous avons montré que de hauts niveaux de TNFα étaient liés à une résistance à l’insuline augmentée au 2e trimestre de la grossesse et ce, indépendamment de l’âge, de l’adiposité, de l’âge gestationnel, des triglycérides et des niveaux circulants d’adiponectine dans notre cohorte. De plus, les niveaux de TNFα varient différemment au cours de l’HGPO selon le statut de résistance à l’insuline. En effet, les niveaux de TNFα augmentent à 1h puis diminuent à 2h chez les femmes les plus sensibles à l’insuline, alors qu’ils diminuent tout au long du test chez les femmes les plus résistantes à l’insuline, mais restent en tout temps supérieurs aux niveaux mesurés chez les femmes les plus sensibles à l’insuline. Toutefois, les niveaux de TNFα n’étaient pas différents entre les femmes avec DG et celles normoglycémiques. De façon intéressante, la variation du TNFα pendant l’HGPO chez les femmes DG est similaire à celle chez les femmes avec haute résistance à l’insuline. Ces résultats suggèrent donc que le TNFα est indépendamment associé à la résistance à l’insuline en grossesse et que les voies inflammatoires peuvent contribuer aux dysfonctions glycémiques retrouvées en DG. // Abstract : Gestational diabetes mellitus (GDM), which can exert important impacts on mothers and offspring, results from an imbalance between insulin secretion capacity and insulin resistance. Pregnancy is a state of physiologically increased insulin resistance, providing a unique model to study and characterize biological factors linked to insulin resistance in humans and, ultimately, GDM, in pregnant women. Based on animal studies and analyses in non-pregnant populations, tumor necrosis factor alpha (TNFα) is suspected of being involved in insulin resistance, but results obtained from pregnant populations are still controversial. Our hypothesis was that circulating TNFα would be associated with GDM and insulin resistance in a large cohort of pregnant women. We also investigated dynamic variations of TNFα levels over the course of an oral glucose tolerance test (OGTT) in pregnant women. We showed that higher TNFα levels were associated with higher insulin resistance at 2nd trimester of pregnancy, independent of age, adiposity, gestational age, triglycerides and adiponectin levels in our cohort. Furthermore, TNFα levels varied differently over the course of the OGTT according to insulin resistance status: they rose at 1h and then decreased at 2h in insulin sensitive women, whereas they consistently decreased in insulin resistant women over the course of the test (even though they remained statistically higher than insulin sensitive women’s levels at each time point throughout the OGTT). However, TNFα levels were not different between GDM and non-GDM women. Interestingly, variation of TNFα levels over the course of the OGTT in GDM women followed the same pattern as the variation observed in OGTT in women classified with high insulin resistance. Those results suggest that circulating TNFα is independently associated with insulin resistance in pregnancy and that inflammatory pathways might contribute to glycemic dysregulation observed in GDM.

Les dispersions aqueuses de polymère sont couramment utilisées dans l'industrie pharmaceutique pour pelliculer les formes galéniques destinées à la voie orale et permettre une libération contrôlée du principe actif. Il est nécessaire de faire attention à la stabilité à long terme des films au cours du stockage et d'éviter une diminution des taux de principe actif libéré par continuation de la coalescence des particules de polymère. L'idée de ce travail était d'ajouter un second composant approprié aux dispersions aqueuses d'éthyle cellulose afin d'améliorer la formation du film et la stabilité à long terme et d'ajuster facilement les cinétiques de libération désirées.<br />Les objectifs de cette étude sont : (i) de préparer et de caractériser en détail différents types de formes solides pelliculées ainsi que des films libres polymériques de composition identique aux pelliculages, (ii) de mieux comprendre les mécanismes de libération sous-jacents aux différentes formes solides pelliculées avec les dispersions aqueuses d'éthyle cellulose (EC) additionnées de petites quantités d'un second composant, et (iii) de proposer un moyen facile pour obtenir les cinétiques de libérations souhaitées et restant stables à long terme pour différents types de principes actifs et de noyaux de départ.<br />Différents types de noyaux de départ ont été étudiés : (i) des noyaux matriciels de principe actif avec un haute teneur en principe actif ; (ii) des noyaux de sucre montés avec du principe actif, qui peuvent générer une pression hydrostatique significative à l'intérieur du système une fois en contact avec des milieux aqueux ; (iii) des noyaux de cellulose microcristalline (MCC) (un matériau inerte) montés avec du principe actif, et (iv) des noyaux de sucre pelliculés avec de l'EC et montés ensuite avec du principe actif. Différents types de principe actif de différents solubilités aqueuses ont été étudiés : la théophylline, le paracétamol, le succinate de métoprolol et le chlorhydrate de diltiazem. Ces derniers ont été soit montés sur des noyaux de sucre, de MCC et de sucre pelliculés avec de l'EC, soit inclus dans des noyaux matriciels à différentes teneurs.<br />Pour maîtriser la libération du principe actif à partir de minigranules pelliculés avec de l'EC, des polymères hydrophiles tels que l'alginate de propylène glycol, le lambda-carraghénane et le copolymère d'acide polyvinylique et de polyéthylène glycol ont été ajoutés. Tous ont montrés une bonne compatibilité avec la dispersion aqueuse d'EC ; Aquacoat ECD 30. Les minigranules ont été pelliculés en lit d'air fluidisé, l'Aquacoat ECD étant plastifié avec 25 % m/m (basé sur le poids sec du polymère) de triéthyle citrate ou de dibutyl sébaçate. Après pelliculage, les minigranules sont soumis a un traitement thermique à différents temps, températures, et humidités relatives afin d'assurer une formation complète du film et d'obtenir une stabilité à long terme sous des conditions ambiantes ainsi que des conditions stress (suivant les recommandations ICH). Les cinétiques de libération sont réalisées dans un appareil à palettes dans des milieux simulant le contenu de l'estomac et de l'intestin grêle à température corporelle.<br /><br />Le mélange de la dispersion aqueuse d'EC avec les différents types de polymère hydrophile permet de fournir des cinétiques de libération contrôlées avec des conditions de pelliculage et de traitement thermique appropriés, et ce quelque soit le type de principe actif et de noyau de départ. Des cinétiques de libération d'ordre zéro ont notamment pu être obtenus dans le cas de matrices de théophylline pelliculés avec un mélange d'EC: copolymère de PVA-PEG à un ratio de 85:15. L'ajout d'alginate de propylène glycol conduit à des profils de libération du principe actif pH-dépendant. Ceci peut-être très utile pour compenser la diminution de solubilité pH-dépendante de bases faibles le long du tractus gastro-intestinal. Des profils de libération stables à long terme peuvent être obtenus avec des conditions de traitement thermique appropriées.<br />Les mécanismes de libération sous-jacents ont pu être élucidés en utilisant des solutions adéquates de la seconde loi de diffusion de Fick considérant les conditions respectives initiales et de « boundary ». De fins films polymériques ont été caractérisés part rapport à leur prise en eau et perte de masse sous exposition à différents milieux de libération et ont été utilisés pour déterminer le coefficient de diffusion apparent. La pression osmotique du milieu de libération a été variée afin d'évaluer l'impact de plus faible pressions osmotiques entre l'intérieur et l'extérieur des minigranules. Le gonflement du système a été également suivi au cours du temps sous ces conditions. Les cinétiques de libération à partir de minigranules individuels ont été menées et comparées à la libération d'un ensemble de minigranules. Le diamètre des minigranules restait environ constant au cours des 8 h d'observation, et ce quelque soit le type de noyau de départ. La pénétration continue de l'eau au sein des minigranules devrait générer une augmentation de la pression hydrostatique dans le système. Ceci pourrait alors conduire à une augmentation continue du diamètre des minigranules jusqu'à ce qu'une certaine valeur critique soit atteinte où la formation de fissures dans le pelliculage survient et le liquide interne est expulsé du système et le diamètre du minigranule diminue soudainement. On notera que ce type de comportement n'a pas été observé. Les cinétiques à partir des minigranules individuels étaient très similaires à l'ensemble de minigranules, indépendamment du type de noyau de départ et de milieu de libération. Ceci peut ne pas être nécessairement le cas, la cinétique finale observée peut être la somme de profils de libération de minigranules individuels très différents. Ainsi, il semble n'y avoir qu'un mécanisme de libération uniforme et la formation de fissures au cours du temps est improbable avec les systèmes étudiés. Cette hypothèse a été confortée par des images de microscopie électronique à balayage montrant des surfaces de minigranules lisses après exposition aux milieux de libération. La modélisation mathématique des cinétiques de libération à partir de fins films libres ainsi qu'à partir de minigranules pelliculés a révélé que les cinétiques de libération sont contrôlées par diffusion à travers une membrane polymérique intacte, ce qui est en bonne concordance avec les résultats expérimentaux.<br />L'étape de traitement thermique nécessaire à la formation de pelliculages stables à long terme a pu être minimisée pour les différents types de système, contenant des principes actifs peu et très solubles et pour différents types de noyaux.<br />L'addition de petites quantités d'un polymère hydrophile approprié à la dispersion aqueuse d'EC est un outil très efficace pour obtenir aisément les cinétiques de libération désirées et restant stables au cours du stockage et ce, même dans des conditions stress

Ces travaux de thèse ont porté sur l'utilisation d'un nouveau vecteur particulaire lipidique (LNCs) destiné à la voie orale. Ce système devrait permettre d'encapsuler une molécule anticancéreuse et améliorer sa biodisponibilité. Notre premier axe de recherche a été d'étudier les propriétés in vitro des LNCs encapsulant du paclitaxel en vue d'une administration par voie orale. La stabilité in vitro dans les milieux gastro-intestinaux simulés a été démontrée. De plus, les études de transport à travers l'épithélium intestinal (modèle cellulaire Caco-2) ont montré que les LNCs permettaient d'augmenter le transport du paclitaxel grâce à un mécanisme d'endocytose actif clathrine- et cavéole-dépendant situé dans le microenvironnement de la P-gp. Nous avons aussi mis en évidence les interactions entre l'endocytose des nanocapsules et l'activité de la P-gp. Notre second axe de recherche a porté sur l'application des LNCs pour encapsuler un nouvel anticancéreux : le Sn38 qui est le métabolite actif de l'irinotécan. Une formulation modifiée de nanocapsules lipidiques a été obtenue en utilisant un co-tensioactif et une huile hydrophile en plus des excipients standards. Les propriétés physico-chimiques et la stabilité, l'absorption epithéliale et la toxicité in vitro de cette formulation ont ensuite été vérifiées. Enfin, une activité antitumorale de courte durée après administration orale chez la souris a été observée. Ce travail fait donc la preuve de concept de l'absorption d'anticancéreux après administration par voie orale à l'aide de vecteurs colloïdaux. Néanmoins, certaines optimisations restent encore à réaliser pour prévoir une application clinique.

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.