Nanovecteurs pour cibler pseudomonas aeruginosa dans la fibrose kystique

La production excessive de mucus visqueaux dans les poumons des patients atteints de la fibrose kystique (FK) gêne la diffusion des médicaments et entraîne des infections bactériennes. En effet, l’infection pulmonaire par Pseudomonas aeruginosa (PA) est la principale cause de mortalité. Les travaux effectués dans cette thèse avaient pour but de développer des nouvelles formulations de nanoparticules (NP) et de liposomes (LP) chargées avec des antibiotiques pour erradiquer le PA chez les patients atteints de KF. Tout d’abord, les polymères PEG-g-PLA et PLA-OH ont été synthétisés et caractérisés. Ensuite, l'efficacité d'encapsulation (EE) de la tobramycine, du sulfate de colistine et de la lévofloxacine (lévo) a été testée dans des NP de PEG-g-PLA et / ou PLA-OH. Les premiers essais d'optimisation ont montré que les NP chargées avec la lévo présentaient une augmentation de l’EE. La lévo reste alors le médicament de choix. Cependant, la meilleure charge de médicament obtenue était de 0,02% m/m. Pour cette raison, nous avons décidé d'évaluer l'encapsulation de la lévo dans les LP. En fait, des LP chargés de lévo ont présenté une EE d’environ 8% m/m. De plus, la taille et la charge de ces LP étaient appropriées pour la pénétration du vecteur dans le mucus. Le test de biofilm n'est pas reproductible, mais le test standard a montré que la souche mucoïde de PA était susceptible à la lévo. Ainsi, nous avons comparé les activités des LP fraîchement préparées (vides et chargés ) et de la lévo libre sous la forme planctonique de PA. Les résultats ont montré que des LP vides ne gênent pas la croissance bactérienne. Pour la souche mucoïde (Susceptible à la lévo) les LP chargés et le médicament libre ont présenté la même concentration minimale inhibitrice (CMI). Toutefois, les souches non mucoïdes (résistant à la lévo) ont présenté une CMI deux fois plus faible que celle pour le médicament libre. Finalement, les LP se sont avérés plus appropriés pour encapsuler des médicaments hydrophiles que les NP de PEG-g-PLA. En outre, les LP semblent améliorer le traitement contre la souche résistante de PA. Toutefois, des études complémentaires doivent être effectuées afin d'assurer la capacité des liposomes èa traiter la fibrose kystique. The increased production of viscoid mucus in the lungs of cystic fibrosis (CF) patients hinders the diffusion of therapeutics and favor bacterial infections. Indeed, lung infection by Pseudomonas aeruginosa (PA) relates with increased mortality in CF patients. This work is aimed at developing new antibiotic loaded nanoparticles and liposomes formulations to eradicate PA in CF. Firstly, PEG-g-PLA and PLA-OH polymers were synthesized and characterized. Afterwards, the loading efficiency (LE) of tobramycin, colistin sulfate and levofloxacin was evaluated in PEG-g-PLA and/or PLA-OH nanoparticles (NP). Early stage of optimization showed that levofloxacin NP exhibited increased LE thus this drug was selected for further optimization. However, the highest levofloxacin LE accomplished was 0.02% w/w. Thus, we decided to evaluate the levofloxacin LE into liposomes (LP). In fact, levofloxacin LP exhibited drug loading of 8% w/w with a size and charge suitable for mucus penetration. Preliminary evaluation of free tobramycin, colistin sulfate and levofloxacin against PA showed that the biofilm test was not reproducible. However, the traditional test in the planktonic form of PA showed that the mucoid strain was susceptible to levofloxacin. Thus, we evaluated fresh LP (blank and loaded) and free levofloxacin formulations against the planktonic form of PA (mucoid and non-mucoid strains). Results showed that blank LP did not interfere with the bacterial growth. Loaded LP presented similar minimal inhibitory concentration (MIC) for the susceptible mucoid strain and half MIC for the resistant nonmucoid strain when compared to the free drug. To conclude, LP seemed more appropriate to encapsulate hydrophilic drugs than polymeric PEG-g-PLA nanoparticles. Also, levofloxacin loaded LP seemed to improve the treatment against resistant strain of PA when compared to the free drug. However, further studies need to be performed to conclude whether levofloxacin LP are a promising option for the treatment of CF.

Keyphrases: Antibiotique, nanoparticules polymèriques, PEG-g-PLA, liposomes, Pseudomonas aeruginosa, biofilm, fibrose kystique, PEG-g-PLA, liposomes, Pseudomonas aeruginosa, biofilm, PEG-g-PLA, liposomes, Pseudomonas aeruginosa, biofilm, Antibiotics, polymeric nanoparticles, PEG-g-PLA, liposomes, Pseudomonas aeruginosa, biofilm, cystic fibrosis