Étude préclinique de l'efficacité d'une émulsion de Pickering encapsulant un immunosuppresseur dans des nanoparticules et associé à un antiinflammatoire pour le traitement topique du psoriasis en plaque

Preclinical study of the efficacy of a Pickering emulsion encapsulating an immunosuppressive drug in nanoparticles associated with an anti-inflammatory molecule for the topical treatment of plaque psoriasis

• Auteur / Autrice : Maxime Sintès
• Direction : Laurence Michel, Nicolas Huang
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biothérapies et biotechnologies
• Date : Soutenance le 27/01/2023
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Hématologie, oncogenèse et biothérapies (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie humaine, physiopathologie & immunothérapie (Paris ; 2009-2024)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Claude Lecron
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Jonca, Miryana Hemadi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Claude Lecron, Carle Paul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Copolymère d'acide poly(lactique-co-glycolique)

Thérapeutique

Dermatoses

Eczéma constitutionnel

Psoriasis

Hydroxycolécalciférols

Tacrolimus

Ciclosporine

Nanoparticules

Émulsions de Pickering

Mots clés libres

Emulsion de Pickering

Nanoparticule

PLGA

Ciclosporine A

Tacrolimus

Calcitriol

Psoriasis

Dermatite atopique

Traitement

Dermatoses inflammatoires

Pickering emulsion

Nanoparticle

PLGA

Cyclosporin A

Tacrolimus

Calcitriol

Psoriasis

Atopic dermatitis

Treatment

Inflammatory dermatoses

Résumé

Le psoriasis en plaque est une maladie auto-immune chronique de la peau dont la prévalence mondiale varie de 0,9% à 8,5% chez l'adulte. Elle se caractérise par la présence de plaques épaisses, érythémateuses et squameuses qui apparaissent majoritairement sur le bas du dos, les surfaces des extenseurs des genoux et des coudes, le cuir chevelu et les extrémités. En clinique, près de 85% des patients atteints de psoriasis présentent des formes légères à modérées. La prise en charge thérapeutique s'appuie sur l'utilisation de traitements topiques, principalement les dermocorticoïdes, les inhibiteurs topiques de la calcineurine et la vitamine D et ses analogues. Or, l'utilisation répétée de ces médicaments induit des effets secondaires qui incitent le patient à arrêter son traitement. Afin d'améliorer l'arsenal thérapeutique à disposition, nous avons formulé un nouveau concept utilisable en topique, des émulsions de Pickering co-encapsulant un immunosuppresseur actif sur la voie calcineurine/NFAT (ciclosporine A ou tacrolimus) introduit dans des nanoparticules de PLGA qui stabilisent une phase dispersée contenant une molécule anti-inflammatoire (calcitriol). L'objectif de ce projet de thèse est de faire la preuve de concept de ces émulsions de Pickering en démontrant leur efficacité biologique sur les cellules cibles in vitro et dans un modèle murin de psoriasis in vivo. Les résultats montrent que les deux émulsions de Pickering inhibent significativement la translocation nucléaire de NFAT dans les lymphocytes T ainsi que l'activation, la prolifération des lymphocytes T et la production de cytokines pro-inflammatoires (IL-2, IFN-γ, TNF-α). Dans les kératinocytes, l'inhibition significative de la translocation de NFAT est liée à une diminution de la production d'IL-8 et de TNF-α. L'application topique des émulsions sur des explants de peau montre que les nanoparticules de PLGA, couplées avec la rhodamine B, pénètrent et s'accumulent dans l'épiderme. De plus, les émulsions inhibent significativement la capacité de présentation antigénique des cellules de Langerhans en diminuant l'expression membranaire des marqueurs d'activation (CD40, CD86, HLA-DR). Nous avons poursuivi la caractérisation des émulsions en étudiant leurs effets biologiques dans un modèle murin de psoriasis induit par l'imiquimod in vivo. Dans ce modèle, l'application topique des émulsions de Pickering diminue significativement le score clinique PASI ainsi que l'expression cutanée des marqueurs des lymphocytes T, des cytokines pro-inflammatoires, des chémokines et des gènes des cellules épidermiques. Dans l'ensemble, les résultats montrent que les émulsions de Pickering sont biologiquement efficaces dans le traitement des lésions psoriasiformes chez la souris grâce à la complémentarité d'action des immunosuppresseurs et de la molécule anti-inflammatoire sur les cellules des systèmes immunitaire et cutané. Ce projet ouvre la porte à l'étude des effets des émulsions de Pickering dans d'autres dermatoses inflammatoires telles que la dermatite atopique et l'alopécie areata ainsi qu'à l'encapsulation d'autres substances actives afin de cibler davantage de pathologies cutanées. Nous espérons qu'un jour ces émulsions feront partie de l'arsenal thérapeutique utilisé dans la prise en charge des patients.

Plaque-type psoriasis is an autoimmune chronic disease of the skin whose worldwide prevalence varies from 0.9% to 8.5% in adults. It is characterized by the presence of thick, erythematous and scaly plaques which appear mainly on the lower back, the extensor surfaces of the knees and elbows, the scalp and the extremities. In the clinic, nearly 85% of patients with psoriasis have mild to moderate forms. Therapeutic management is based on the use of topical treatments, mainly topical corticosteroids, topical calcineurin inhibitors and vitamin D and its analogues. However, the repeated use of these drugs induces side effects that encourage the patient to stop his treatment. To improve the therapeutic arsenal available, we have formulated a new concept that can be used topically, Pickering emulsions co-encapsulating an immunosuppressant active on the calcineurin/NFAT pathway (ciclosporin A or tacrolimus) introduced into PLGA nanoparticles which stabilize a dispersed phase containing an anti-inflammatory molecule (calcitriol). The objective of this thesis project is to prove the concept of these Pickering emulsions by demonstrating their biological effectiveness on target cells in vitro and in a mouse model of psoriasis in vivo. The results show that the two Pickering emulsions significantly inhibit the nuclear translocation of NFAT in T cells as well as the activation, the proliferation of T lymphocytes and the production of pro-inflammatory cytokines (IL-2, IFN-γ, TNF-α). In primary keratinocytes, the significant inhibition of NFAT translocation is linked to a decrease of IL-8 and TNF-α production. Topical application of emulsions on skin explants shows that rhodamine B-labelled PLGA nanoparticles penetrate and accumulate throughout the epidermis. In addition, the emulsions significantly inhibit the antigen presentation capacity of Langerhans cells by decreasing the membrane expression of activation markers (CD40, CD86, HLA-DR). We further characterize the emulsions by studying their biological effects in a mouse model of psoriasis induced by imiquimod in vivo. In this model, Pickering emulsions significantly decrease the PASI clinical score as well as the cutaneous expression of T cell markers, pro-inflammatory cytokines, chemokines and epidermal cell genes. Overall, the results demonstrate that Pickering emulsions are biologically effective in the treatment of psoriasiform lesions in mice thanks to the complementary action of immunosuppressants and the anti-inflammatory molecule on the cells of the immune and cutaneous systems. This project opens the door to the study of the effects of Pickering emulsions in other inflammatory dermatoses such as atopic dermatitis and alopecia areata as well as to the encapsulation of other active substances to target more skin pathologies. We expect that one day these emulsions will be part of the therapeutic arsenal used in the care of patients.