De la squalénisation à la terpénisation de nucléosides : relation entre nucléolipide, structure supramoléculaire et activité biologique

From the squalenoylation to the terpenisation of nucleosides : relation between chemical structure, supramolecular structure and biological activity of nucleolipids

• Auteur / Autrice : Elise Lepeltier
• Direction : Claudie Bourgaux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacotechnie et biopharmacie
• Date : Soutenance le 26/09/2013
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Galien Paris-Saclay (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 1998-....) - Laboratoire de Biologie Structurale de la Cellule (Palaiseau ; 1975-....)
• Jury : Président / Présidente : Patrick Couvreur
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Claudie Bourgaux, Patrick Couvreur, Nathalie Mignet, Philippe Barthélémy, Didier Desmaële, Olivier Spalla
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathalie Mignet, Philippe Barthélémy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nucléotides

Nanoparticules lipidiques

Nanomédecine

Mots clés libres

Nanoparticules

Squalène

Terpènes

Nucléosides

Analogues nucléosidiques

Nanoprécipitation

Structure supramoléculaire

SAXS

Internalisation cellulaire

Nanoparticles

Squalene

Terpenes

Nucleosides

Nanoprecipitation

Structure supramolecular

SAXS

Cell internalization

Résumé

La squalénisation est la base d’une nouvelle et très prometteuse nanotechnologie. Le concept repose sur l’observation que la conjugaison d’un analogue nucléosidique ayant une activité thérapeutique à une molécule de squalène conduit à la formation spontanée dans l’eau de nanoparticules, de diamètre compris entre 100 et 300 nm, montrant une activité très supérieure à celle de l’analogue nucléosidique seul. Au cours de cette thèse nous avons cherché à comprendre les relations entre la nature de la paire drogue-terpénoide, la structure des nanoparticules et leur activité biologique. Pour cela, d’une part différents nucléosides et analogues nucléosidiques ont été couplés de façon covalente au squalène et d’autre part la gemcitabine a été couplée à des dérivés terpénoides de longueurs croissantes. L’organisation supramoléculaire de ces composés a été déterminée par diffusion des rayons X aux petits angles et cryo-microscopie électronique. L’influence des conditions de nanoprécipitation sur la structure des nanoparticules a été étudiée. L’impact de l’organisation supramoléculaire des nanoparticules sur leur internalisation cellulaire et leur cytotoxicité a été mis en évidence pour certaines lignées.

Squalenoylation is a new and very promising nanotechnology. The concept consists in coupling nucleoside derivatives that have therapeutic activity to a molecule of squalene: whatever the nucleoside, nanoparticles with a diameter around 100 - 300 nm are spontaneously obtained upon nanoprecipitation of the nucleolipid in an aqueous medium. These nanoparticles display an increased biological activity compared with the nucleoside. The aim of this PhD thesis was to understand the link between the nature of the drug-terpenoid pair, the supramolecular structure of nanoparticles and the biological activity.Therefore, in a first part, several nucleosides and nucleoside derivatives were covalently coupled to squalene, and in a second part gemcitabine was coupled to terpenoid chains with increasing length. The supramolecular organization of the nanoparticles was determined by Small Angle X-rays Scattering and cryogenic transmission electronic microscopy. The influence of the condition of nanoprecipitation on the supramolecular structure of nanoparticles was studied. The impact of the supramolecular organization on the cell internalization and cytotoxicity was highlighted for some cell lines.