Nanoparticules muco-pénétrantes : véhicules pour l’administration orale du paclitaxel Juan M. Irache Université de Navarre (Espagne) Séance académique, Université Paris-Descartes, Mercredi 3 juillet 2013
Nanoparticules muco-pénétrantes :
véhicules pour l’administration
orale du paclitaxel
Juan M. Irache
Université de Navarre (Espagne)
Séance académique, Université Paris-Descartes, Mercredi 3 juillet 2013
Nanoparticules muco-pénétrantes
Pharmaceutical Technology University of Navarra
Académie nationale de Pharmacie
3 Juillet 2013
• Stables à pH gastrique
• Minimiser les interactions avec des composants du
lumen
• Capables de traverser la couche du mucus et d’arriver à
la surface de l’entérocyte
• Adhérer à la surface de l’entérocyte
• Libérer leur contenu
Nanoparticules muco-pénétrantes
• Nanoparticules avec surface à caractère hydrophile
(PEG, dextrans, …)
• Poly(anhydride maléique-co-méthyle vinyle éther) :
Gantrez AN (PVM/MA) – Dégradation par hydrolyse
– DL50 > 2 g/kg (voie orale)
– Propriétés bioadhésives
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3 Juillet 2013
pH acide pH neutre
Libération du contenu Erosion et dissolution
Nanoparticules muco-pénétrantes
• Poly(anhydride maléique-co-méthyle vinyle éther)
: Gantrez AN (PVM/MA) – Groupements anhydride facilitent la “décoration” des
nanoparticules
• Poly(éthylène glycol)s, PEG – Inhibiteur de la P-gp et complexe enzymatique P450
C H 3 C H C H C H
C
O
C O O
O C H 3
n
C H 3 C H C H C H
C
O-PEG
C O O
O C H 3
n OH
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NP contrôle
Enterocyte M
M
E
Distribution par imagerie fluorescence
M
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3 Juillet 2013 Agüeros et al., Eur. J. Pharm. Biopharm. 37, 231-240 (2009)
NP muco-pénétrantes: marquage
avec RBITC
Muqueuse intestinale (iléum), 2 h
après administration
Distribution par imagerie nucléaire Nanoparticules muco-pénétrantes: marquage au technetium-99m
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Paclitaxel (I)
• Précurseur isolé aiguilles de l’if (Taxus baccata)
• Indiqué traitement cancers ovaire, sein, poumon, sarcome de Kaposi
• Taxol® / génériques : solution dans un mélange EtOH – Chremophor EL – Chremophor EL : réactions hypersensibilité sévères
– Administration par perfusion intraveineuse (dose: 100-250 mg/m2)
• Abraxane® : nanocristaux PTX stabilisés avec ASH
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Paclitaxel (II)
• Formulation orale de paclitaxel – Meilleure acceptation du traitement par les patients – Réduction des coûts – Implémentation des traitements chroniques et de la chimiothérapie
métronomique
• Inconvénients – Paclitaxel : très faible solubilité dans l’eau (0,7 µg/ml) – substrat de la glycoprotéine P et du complexe enzymatique lié au
cytochrome P450
• Biodisponibilité orale < 5%
Paclitaxel
PTX metabolites
CYP 3A4
ATP
ADP + Pi
P-glycoprotéine
Membrane
Plasmatique
Cytoplasme
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Préparation des nanoparticules
PTX
PEG
PVM/MA
Nanoparticules
Desolvatation
Purification /
Concentration Séchage
Filtration à flux tangentiel
Séchage par atomisation ou lyophilisation
PTX-NP2 PTX-NP6 PTX-NP10 PTX-NP
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Caractérisation Taille
(nm)
Pot.
zéta
(mV)
Contenu
PTX
(mg/mg)
PTX-NP 171 -43.5 0.31
PTX-NP2 178 -40.3 150.2
PTX-NP6 180 -39.5 144.0
PTX-NP10 188 -41.1 144.6
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3 Juillet 2013 Zabaleta etal., Eur. J. Pharm. Biopharm., 81, 514-523 (2012)
Cinetiques de libération in vitro
0
20
40
60
80
100
120
0 5 10 15 20 25
Time (h)
PT
X r
ele
ased
(%
)
PTX-NP2 LGS
Liquide intestinal simulé (pH 7.5)
200 nm
nsTEM
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Etude pharmacocinétique : Taxol®
C57 BL6 souris
femelle 6 semaines
0 10 20 30 40 50 60 70 8010
100
1000
10000
100000
PT
X c
on
cen
trati
on
(n
g/m
l)
Time (h)
Taxol oral
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0 2 4 6 8 10
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
Co
nce
ntr
atio
n p
lasm
atiq
ue
en
pa
clit
axe
l (n
g/m
l)
Temps(heures)
Taxol i.v.
Dose: 10 mg PTX/kg
0 10 20 30 40 50 60 70 80
100
1000
10000
Co
nce
ntr
atio
n p
lasm
atiq
ue
en
pa
clit
axe
l (n
g/m
l)
Temps (heures)
PTX-NP
PTX-NP2
PTX-NP6
PTX-NP10NPs pegylées :
niveaux
plasmatiques
augmentent
pendant les
premières 6 h.
Après les niveaux
diminuent mais
restent elevés
pendant 72 h
Etude pharmacocinétique : nanoparticules PTX
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Formulation ASC0-
(µg h/ml)
Cmax
(µg)
Tmax
(h)
TRM
(h)
t1/2
(h-1) Fr
Taxol® iv 89±6 65±3 0,06 1,8±0,3 2,3±0,5 100
PTX-NP 6,2±0.3 0,3±0,1 1.5 33±4 33±3 7,0
PTX-NP2 76±2 4,0±0,4 4.0 27±6 25±3 85
PTX-NP6 52±2 2,0±0,3 5.0 33±1 42±7 58
PTX-NP10 31±3 1,5±0,3 3,8 24±4 33±2 35
Biodisponibilité orale relative (Fr): 85% (PTX-NP2),
60% (PTX-NP6), 35% (PTX-NP10)
Nanoparticules PTX : paramétres
pharmacocinétiques
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C57BL/6J femelle
(4-6 semaines)
Injection cellules
carcinome
poumon de Lewis
(1x105)
s.c. Aprox. 12 jours
Volume tumeur
100 mm3
Traitement
(Day 1)
1 5 2 4 6 3 9 8 7 Jours
10 mg/kg 10 mg/kg 10 mg/kg
3 doses
25 mg/kg 25 mg/kg 25 mg/kg
PTX-NP2
PTX-NP2
Taxol®
orale
Taxol®
PBS
1 5 2 4 6 3 9 8 7 Jours
10 mg/kg toutes les 24 h
9 doses i.v.
Nanoparticules PTX : activité antitumorale
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
300
600
900
1200
1500
1800
3000
Tu
mo
r vo
lum
e (
mm
3)
Time (days)
Taxol i.v.
Taxol oral
PBS
PTX-NP2 10 mg/kg
PTX-NP2 25mg/kg
Taxol iv : 2 fois plus
bas que le group
contrôle
PTX-NP2 (3 doses
orale) : efficacité
similaire au group Taxol
iv (9 doses iv)
PTX-NP2 25 mg/kg :
volume 2 fois plus bas
que group Taxol iv (10
mg/kg)
Activité antitumorale : volume tumeur
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 100
20
40
60
80
100
VE
GF
(p
g/m
l)
Time (days)
Taxol i.v.
Taxol oral
PBS
PTX-NP2 10 mg/kg
PTX-NP2 25 mg/kg
Taxol iv : 2 fois plus bas
que le group contrôle et
Taxol orale
PTX-NP2 10 mg/kg : niveaux
similaires au group Taxol iv.
PTX-NP2 25 mg/kg : 2 fois
plus bas que group Taxol iv
(10 mg/kg)
Bonne corrélation entre
niveaux VEGF et le
volume tumeur
Activité antitumorale : dosage du facteur de
croissance de l'endothélium vasculaire (VEGF)
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1. Surface de l’enterocyte
2. Libération du contenu
3. Inhibition de la P-gp et du CYP3A4
par l’effet du PEG
4. Absorption du paclitaxel
Conclusions
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3 Juillet 2013 Agüeros et al., Exp. Op. Drug Del., 8, 721-734 (2011)
Calleja et al., Therapeutic Del., 3, 43-57 (2012)
Couche du mucus
Énterocyte
P-gp CYT 450
PTX
+
Absorption PTX
4 3
PEG
2
1 D’un point de vue
générale, ces
nanoparticules muco-
pénétrantes peuvent
être d’intérêt pour le
développement de
nouvelles stratégies
thérapeutiques et de la
chimiothérapie
métronomique
Remerciements
• Dr. Socorro Espuelas
• Dr. Maite Agüeros
• Dr. Virginia Zabaleta
• Dr. Patricia Calleja
• Luisa Ruiz Gatón
• Dr. I. Peñuelas
• Dr. R. Pío
• Dr. C. Vauthier
• Dr. Gilles Ponchel
Ref. 10828
Picasso Project
CICYT
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