Développement d’une protéine à libération prolongée, mise au point du procédé d’encapsulation sans solvant halogéné et optimisation du profil de libération
The September 21, 2015
Directeur de Thèse : Pr M-C. Venier-Julienne
Résumé:
La régénération tissulaire est une voie prometteuse de thérapie dans le cadre des maladies dégénératives. Dans ce but sont conçus les microcarriers pharmacologiquement actifs (PAM). Ce sont des microsphères fournissant un environnement adéquat à la survie et la différenciation de cellules souches par la libération d’un facteur de croissance protéique encapsulé.
Pour potentialiser l’intérêt des PAM, les microsphères doivent (1) permettre la libération complète et prolongée de la protéine (2) être formulées sans solvant halogéné par un procédé transposable à l’échelle pilote.
Deux stratégies sont menées afin d’améliorer la stabilité et la libération de la protéine. La première consiste à utiliser de nouveaux additifs. Une étude bibliographique révèle le potentiel d’additifs protéiques ; leur application a permis d’augmenter significativement l’activité biologique de la protéine libérée. La seconde stratégie consiste à moduler la matrice de copolymère PLGA-P188-PLGA. La modification de ses propriétés physicochimiques (Mw, hydrophobie…) a permis d’accéder à la compréhension de la structure des microsphères et d’obtenir une libération continue.
Le développement du procédé de fabrication des microsphères sans solvant toxique associe la technique du prilling avec le glycofurol comme solvant. Cette combinaison se heurte à de nombreux verrous technologiques. La mise au point du procédé a été réalisée à l’aide de plans d’expériences. Ils ont conduit à la production de particules grâce à la modélisation des propriétés physicochimiques du milieu de réception et à la prise en compte des différents paramètres du procédé.
Mots clés
Microsphère, Protéine, Libération prolongée, Prilling, PLGA, Poloxamère, Hsp27, Héparine.
Abstract
Pharmacologically active microcarriers (PAM) have been developed as innovative tools for tissue regeneration. This microspherical platform provided an environment for the survival and the differentiation of stem cells through the release of encapsulated protein growth factor.
To improve the therapeutic efficacy of the PAM, the microspheres have to (1) provide the full and sustained release of the protein (2) be formulated without halogenated solvent by a process with an easy scale-up.
The protein release has been studied through two strategies. The first one was to look for a preservation of the biological activity of the protein during the release. A literature review highlighted protein additives. Some of them were incorporated into the microspheres and increased significantly the protein release. The second one was the modulation of the matrix copolymer PLGA-P188-PLGA. The modification of its properties (MW, hydrophobicity) permitted to reach a continuous release and to understand the structure of the microspheres.
The prilling technique and the use of glycofurol provide an easy transferable process without toxic solvent. Experimental designs were performed to overcome the technological barriers. Through the modeling the physicochemical properties of the reception medium and the study of the process parameters, the formulation has been improved to produce acceptable particles.
Key Words
Microsphere, Protein, Drug Delivery, Prilling, PLGA, Poloxamer, Hsp27, Heparin.
