Nanoparticules lipidiques : des systèmes polyvalents et perfectionnés d'administration des médicaments
Depuis la découverte des liposomes de première génération dans les années 1960, les nanoparticules lipidiques (NPL) ont énormément évolué. Leur application clé en tant que véhicules thérapeutiques se situe dans le secteur des produits pharmaceutiques, même s'ils ont des utilisations, certes moins étendues, dans d'autres domaines comme l'imagerie médicale, les cosmétiques, la nutrition et l'agriculture.
Les nanoparticules lipidiques sont largement utilisées dans le secteur pharmaceutique depuis des décennies. Comparées à d'autres systèmes d'administration vaccinale et génique, elles sont plus faciles à fabriquer, moins immunogéniques et peuvent transporter des charges plus importantes, ce qui en fait des vecteurs efficaces pour différents types de traitements, y compris les petites molécules, les protéines et les acides nucléiques.
Récemment, les nanoparticules lipidiques ont été propulsées sous les projecteurs du monde entier pour leur rôle dans deux vaccins à ARNm approuvés contre la COVID-19, ce qui a effectivement aidé l'administration précise de l'ARNm, considéré comme une technologie avant-gardiste dans les plateformes de vaccins. Outre les traitements à ARNm, les nanoparticules lipidiques peuvent jouer un rôle clé dans d'autres maladies. En fait, un certain nombre de nanoparticules lipidiques sont déjà approuvées pour administrer des traitements contre un certain nombre de maladies (figure 1). Nous explorerons brièvement ici l'utilisation des nanoparticules lipidiques dans les traitements antitumoraux.
Applications des nanoparticules lipidiques dans le traitement du cancer
La collection de contenus CAS™ nous a permis de passer en revue la répartition des zones de traitements qui utilisent des formulations de NLP (figure 2). Nous avons vu que les effets thérapeutiques antitumoraux représentent la plus grande partie de l'utilisation des NPL en tant que médicaments (46 %), ce qui témoigne de leur rôle dominant dans ce secteur. La plus grande utilisation unique de formulations de NLP antitumorales porte sur le cancer du sein (>25 %), suivi par le cancer des ovaires et le cancer du poumon (tous deux à 10 %).
Les nanoparticules lipidiques sont associées à de multiples bienfaits thérapeutiques qui les rendent adaptées à l'administration des médicaments dans le traitement du cancer :
Les NPL ont également démontré leur capacité à améliorer l'efficacité des traitements contre le cancer par ce que l'on appelle un effet de perméabilité et de rétention accrue (EPR). Les NPL peuvent franchir facilement les vaisseaux sanguins tumoraux grâce à leur perméabilité accrue résultant d'une angiogenèse rapide, mais défectueuse. Cela permet une accumulation sélective des NPL dans les tumeurs lorsqu'elles sont administrées par voie intraveineuse par une injection directe, même si les données varient selon les voies d'administration. En outre, le drainage lymphatique dysfonctionnel dans les tumeurs améliore la rétention des NPL ; l'accumulation de NPL permet la libération sélective d'agents antitumoraux à l'intérieur des cellules tumorales.
Afin de mieux comprendre l'applicabilité des NPL dans différentes thérapies, la Collection de contenus CAS™ a été utilisée pour corréler différents processus de formulation des NPL avec les thérapies auxquelles elles peuvent être appliquées : les immunoliposomes et les liposomes furtifs se sont avérés être les types de NPL les plus omniprésents pour les traitements antitumoraux.
Un exemple de thérapie extrêmement efficace contre le cancer à base de liposomes furtifs est celui du DOXIL® (injection de liposomes de doxorubicine HCl), le tout premier médicament liposomal approuvé développé pour gérer le cancer avancé des ovaires, le myélome multiple et le sarcome de Kaposi associé au VIH. Les NPL utilisées dans le DOXIL® emploient l'effet EPR pour surmonter les propriétés cardiotoxiques du puissant agent anticancéreux appelé doxorubicine, tandis que les nanoparticules stabilisées de manière stérique prolongent le temps de circulation dans le plasma humain.
En ce qui concerne la recherche actuelle et future, un certain nombre d'essais cliniques de phase I/II étudient actuellement les formulations de NLP en tant que cibles pour l'immunothérapie du cancer dans un certain nombre de tumeurs solides, notamment le mélanome, le glioblastome de l'adulte, le cancer gastro-intestinal et le cancer génito-urinaire, pour ne citer que quelques exemples, ce qui souligne l'utilisation clinique large de ces traitements.
Les liposomes réactifs aux stimuli sont une autre approche étudiée afin d'améliorer encore l'administration des médicaments dans les tumeurs, où elles sont conçues pour être libérées par certains stimuli physico-chimiques ou biochimiques. Par exemple, la doxorubicine (stimuli : température/pH), 5-fluorouracil (stimulus : champ magnétique) et AMD3100 (stimulus : irradiation au laser).
L'avenir des nanoparticules lipidiques dans le domaine émergent de la nanomédecine
Le domaine de la nanomédecine a démontré des progrès remarquables en tant que thérapie médicamenteuse moderne avec de larges applications cliniques au-delà du cancer. La nanomédecine a contribué à améliorer l'efficacité, la sélectivité et la biodistribution des systèmes classiques de vecteurs de médicaments tout en réduisant leurs limites.
L'utilisation de nanoparticules lipidiques en médecine devrait se développer et offre de grandes promesses en médecine génétique, où l'édition génétique, le développement de vaccins et l'immuno-oncologie comptent sur l'aptitude à administrer efficacement les acides nucléiques dans les cellules. Des conceptions de nanotransporteurs plus perfectionnées et multifonctionnelles sont en cours de développement afin de répondre aux besoins de médicaments personnalisés, ce qui signifie une administration réussie du médicament, quels que soient les obstacles biologiques du patient liés à son âge, à l'état de sa maladie et à ses comorbidités.
Avec le développement continu, les nanoparticules lipidiques peuvent être reconnues comme les domaines les plus avantageux et les plus prometteurs de la nanotechnologie moderne.
Tenchov R, et al. Lipid nanoparticles - From liposomes to mRNA vaccine delivery, a landscape of research diversity and advancement. ACS Nano. 2021 Jun 28. doi: 10.1021/acsnano.1c04996. Plus consulté en ligne qu'en version imprimée.
