Auto-assemblage induit par polymérisation par ouverture de cycle des N-carboxyanhydrides en milieux aqueux vers une application en nanomédecine

Aqueous ring-opening polymerization-induced self-assembly of N-carboxyanhydrides towards nanomedicine

• Auteur / Autrice : Hannah Beauseroy
• Direction : Colin Bonduelle, Sébastien Lecommandoux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 05/06/2025
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Timothy Deming
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maria Jesus Vicent, Kazunori Kataoka
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Kawthar Bouchemal, Khalid Ferji
• DOI : 10.70675/a6f68cd3zebcdz43e3z9e30zc94b33cdf6fe

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides aminés

Polymérisation par ouverture de cycle

Peptides

Composés amphiphiles

Autoassemblage

Nanomédecine

Mots clés libres

N-carboxyanhydride d’acide aminé

Polymérisation par ouverture de cycle

Polypeptide

Polymères amphiphiles

Auto-assemblage

Nanomédecine

Aminoacid N-carboxyanhydride

Ring-opening polymerization

Polypeptide

Amphiphilic polymers

Self-assembly

Nanomedicine

Résumé

Les copolymères à blocs amphiphiles permettent de concevoir des nanovecteurs aux propriétés contrôlées (taille, forme, surface), capables de cibler les tumeurs via l’effet de perméabilité et de rétention accrue (EPR) tout en limitant la toxicité des traitements. Les systèmes à base de polypeptides sont particulièrement prometteurs grâce à leur biocompatibilité, leur biodégradabilité et leur capacité à s’auto-assembler via des structures secondaires bien définies. La polymérisation par ouverture de cycle (ROP) des N-carboxyanhydrides (NCA) permet d’obtenir ces matériaux, mais impose des conditions rigoureuses et l’usage de solvants toxiques. Le procédé ROPISA en milieu aqueux représente une alternative plus verte, combinant polymérisation et auto-assemblage en une étape. Cette thèse explore les mécanismes de la ROPISA aqueuse, la diversité des monomères et amorceurs utilisables, et la manière dont ces paramètres influencent les morphologies obtenues. Des nanoparticules anisotropes ont été produites et évaluées in vitro et in vivo sur des modèles tumoraux pertinents. Enfin, des stratégies d'encapsulation de principes actifs ont été développées pour concevoir des nanomédicaments anticancéreux.

Amphiphilic block copolymers provide a versatile platform for designing nanocarriers with tunable properties (size, shape, surface), capable of targeting tumors through the Enhanced Permeability and Retention (EPR) effect while minimizing drug toxicity. Polypeptide-based systems are particularly attractive due to their biocompatibility, biodegradability, and ability to self-assemble via defined secondary structures. Ring-opening polymerization (ROP) of N-carboxyanhydrides (NCAs) is commonly used to synthesize such materials but requires strict anhydrous conditions and toxic solvents. Aqueous ROPISA offers a greener, one-pot alternative by combining polymerization and self-assembly in a single step. This PhD work investigates the polymerization and self-assembly mechanisms of aqueous ROPISA, explores the use of various monomers and macroinitiators to diversify the resulting nanostructures, and evaluates the performance of anisotropic nanoparticles in vitro and in vivo. Drug encapsulation strategies were also developed to design anticancer nanomedicines based on this platform.