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Theses Year : 2015

Biological evaluation of a nanostructured vector for osteoarticular pathologies

Évaluation biologique d’un vecteur nanoparticulaire à visée ostéoarticulaire

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Abstract

One of the major issues with treatment of osteoarticular diseases is reaching cells or tissue inside the joint. Administration of an active compound by intravenous or per os requires elevated amount to be effective, and can initiate systemic and negative side effects. In this work we have evaluated a drug delivery system for hydrophilic molecule, which can be used for articular tissues. Polymeric nanoparticles of poly lactic-co-glycolic acid, labelled with a fluorescent dye were evaluated both in vitro and in vivo. These nanoparticles are covered with hyaluronic acid to favor particles-cells interaction. We demonstrated here that such particles are internalized after 8 hours of exposure in synoviocytes, chondrocytes and mesenchymal stem cells. Evaluation of cytotoxicity and inflammation revealed the neutrality of these particles for articular cell types. Finally, intraarticular injections of particles were performed in healthy rat joint and in pathological models. Histological analyses of extracellular matrix integrity and inflammatory status do not demonstrate any side-effect following particles injections. These healthy nano-device target primarily synovial cells, and their degradation inside cells does not provoke deleterious effects. This PLGA based drug delivery system would be used to safely deliver active molecules to the joint. The combination of these particles with various hydrophilic molecules (as nucleic acid, drugs,…) may allow their direct distribution in the joint, and lead to new therapeutics perspectives.
Un des écueils du traitement des pathologies ostéoarticulaires est l’adressage de molécules aux cellules et tissus qui constituent l’articulation. L’administration de principes actifs par voie sanguine ou orale nécessite l’apport de quantités importantes et peut causer des effets indésirables. Dans ces travaux, nous avons évalué un système d’adressage de molécules hydrophiles. Des particules de polymère d’acide lactique et glycolique, marquées par un traceur fluorescent ont été évaluées in vitro puis in vivo. Ces particules possèdent un recouvrement en acide hyaluronique pour améliorer les interactions avec les cellules. Les études réalisées ont permis de mettre en évidence l’internalisation des particules dans les synoviocytes, chondrocytes, et cellules souches mésenchymateuses après 8 heures d’exposition. Parallèlement, l’évaluation in vitro de différents paramètres de cytotoxicité et d’inflammation a permis de souligner la compatibilité de ces vecteurs avec les cellules articulaires. Enfin, les effets de l’injection intra-articulaire de particules ont été évalués chez le rat sain et différents modèles pathologiques. L’analyse histologique des articulations a démontré l’absence de dégradation de la matrice cartilagineuse et de réaction inflammatoire suite à l’injection de particules. Il a été également constaté un ciblage majoritaire des particules vers la membrane synoviale. Ces travaux permettent de valider l’utilisation de ce type de vecteur pour le ciblage de l’articulation et l’apport de principes actifs. L’association de ces particules à des molécules hydrophiles (acides nucléiques, médicaments,…), pourra permettre leur apport direct dans l’articulation et ouvrir de nouvelles perspectives thérapeutiques.
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Cite

Mathieu Riffault. Évaluation biologique d’un vecteur nanoparticulaire à visée ostéoarticulaire. Médecine humaine et pathologie. Université de Lorraine, 2015. Français. ⟨NNT : 2015LORR0094⟩. ⟨tel-01751788⟩
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