Encapsulation of fluorogenic probes and pharmacologically active molecules into nanoparticles for enhancing cellular uptake

Abstract

Les nanoparticules polymériques présentent la capacité d améliorer le transport et le ciblage des médicaments vers un site d'action défini mais également la capacité de transporter des substances actives peu solubles, faiblement absorbées ou fragiles. Dans ce travail, deux types de substances actives ont été encapsulées au sein de nanoparticules: d une part des sondes fluorogéniques pour le ciblage du glutathion réduit (GSH) intracellulaire, à savoir l'ortho-phthaldialdehyde (OPA) et le naphtalène-2,3-dicarboxaldehyde (NDA), et d autre part la calcitonine de saumon (sCT) qui est une hormone polypeptidique. Les nanoparticules d OPA ou de NDA ainsi que des nanoparticules de sCT ont été préparées respectivement à l aide de techniques de simple ou de double émulsion avec évaporation du solvant. Les nanoparticules obtenues ont été caractérisées en terme de taille, potentiel zêta, taux d encapsulation, libération in vitro du principe actif, cytotoxicité, morphologie ou encore au niveau de leurs propriétés thermiques. Les nanoparticules chargées de NDA ont été incubées en présence de levures et la concentration en adduit NDA-GSH intracellulaire était augmentée environ 9 fois par rapport à la concentration en adduits formés à partir de la sonde libre. Dans le cas de la sCT, l'étude in vivo menée chez des rats a démontré que, après une injection sous-cutanée de nanoparticules, les taux sériques élevés obtenus pouvaient être maintenus pendant 3 jours. En conclusion, les substances actives incorporées au sein des nanoparticules ont permis une meilleure pénétration cellulaire du NDA et une meilleure biodisponibilité de la sCT par rapport à ces mêmes molécules non encapsulées.Polymeric nanoparticles have been considered to have the potential to improve drug delivery to the desired site of action and to enable delivery of poorly soluble, poorly absorbed or unstable drugs. In this work, two types of active substances have been chosen for encapsulation in polymeric nanoparticles: fluorogenic probes for intracellular targeting of the reduced glutathione (GSH), namely ortho-phthaldialdehyde (OPA) and naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde (NDA), as well as salmon calcitonin (sCT) which is a polypeptide hormone. The probe or sCT-loaded nanoparticles were obtained using a simple or double emulsion solvent evaporation method, respectively. The obtained nanoparticles were thoroughly characterized, e.g. in terms of the size, zeta potential, encapsulation efficiency, drug (probe) release, cytotoxicity or microscopic morphology and thermal properties. NDA-loaded nanoparticles were incubated with yeast cells and intracellular NDA-GSH adduct levels increased by about 9-times in comparison with the free probe. In the case of sCT, the in vivo study was conducted in rats, and it was demonstrated that after subcutaneous injection of sCT-loaded nanoparticles, elevated serum sCT levels could be sustained for 3 days. In conclusion, the active molecules incorporated in polymeric nanoparticles achieved the better cellular uptake (NDA) and bioavailability (sCT) that the non encapsulated ones.NANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF