Franchissement de barrières biologiques, mécanisme d'action et devenir subcellulaire de nanovecteurs d'agents anticancéreux pour la thérapie des gliomes

By focusing on drug administration within and to the central nervous system and notably on glioblastoma, the aim of the present PhD thesis work was to develop tools and evaluate the behavior of particulate nanocarriers as regards to biological barrier crossing. Three types of nanocarriers with sizes varying from 20 to 100 nm were evaluated: polysaccharide nanoparticles, PLGA nanoparticles, and lipid nanocapsules. The behavior of those objects concerning blood constituents allowed to define that coating with transferrine of PLGA nanoparticles or insertion of phospholipids or BSA within polysaccharide nanoparticles reduce their recognition by the reticulo-endothelial system and improve their plasma-resident time. Those surface modifications are also associated with a possibility of internalization in F98 glioma target cells essentially influenced by the lipid or polymeric nature or the carrier. Clear-cut evaluation of the cellular and subcellular behavior of LNC within F98 cells allowed to demonstrate that if the nature of the carrier is involved, notably considering the recruitment of cholesterol-dependant endocytic pathways, the size, correlated to amounts of surfactant provided, had also its significance. 20nm LNC are consequently the more apt to allow lysosome escape of transported drug and demonstrated higher pharmacological activities in inducing cell death through paclitaxel loading. Those results provide, therefore, original links between the subcellular behavior of nanocarrier and the bioavailability anticancer drugs. New potentialities of biological barrier crossing and size-dependent abilities were demonstrated. Those observations emphasize the interest of developing comparative studies in order to rationalize the use of a define nanocarrier for a given drug on a given target. Regarding new nanomedicines development, it demonstrates the importance to establish justification between biological behavior of nanocarriers and their therapeutic relevance.En se focalisant sur l'administration de médicaments dans et vers le système nerveux central et notamment pour le traitement du glioblastome, ce travail de thèse a eu pour but la mise en place d'outils expérimentaux et l'évaluation du comportement de nanovecteurs au cours du franchissement de barrières biologiques. Trois types de nanovecteurs de taille variant entre 20 et 100nm ont été appréhendés : des nanoparticules de polysaccharide, de PLGA et des nanocapsules lipidiques (LNC). Le comportement de ces objets vis-à-vis des éléments du sang a permis de définir que le revêtement par la transferrine de nanoparticules de PLGA et l'insertion de phospholipides ou de BSA dans des nanoparticules polysaccharidiques diminuait leur reconnaissance par le système réticulo-endothélial et améliorait leur temps de résidence plasmatique. Ces modifications de surface sont également associées à une possibilité d'internalisation dans les cellules cibles F98 de gliomes influencée essentiellement par la nature lipidique ou polymérique du vecteur. L'évaluation précise du comportement cellulaire et subcellulaire des LNC dans les cellules F98 a permis de démontrer que si la nature du vecteur est impliquée notamment en ce qui concerne le recrutement de voies d'endocytoses cholestéroldépendantes, la taille, corrélée au taux de surfactant véhiculé, est également impliquée. Les LNC de 20nm sont ainsi les plus aptes à permettre l'échappement lysosomal des principes actifs véhiculés et démontrent des activités pharmacologiques renforcées notamment pour ce qui concerne la mort cellulaire induite par le paclitaxel. Ces résultats établissent donc un lien original entre le comportement subcellulaire des vecteurs et la biodisponibilité des agents anticancéreux. De nouvelles potentialités de franchissement de barrières ligand- ou taille-dépendants ont été soulignées. Ces observations renforcent donc l'intérêt d'études comparatives permettant de rationaliser l'utilisation d'un vecteur donné pour un médicament et une cible donnés. Elles démontrent également tout l'intérêt d'établir des justifications entre le comportement biologique et la pertinence thérapeutique des nanovecteurs