Soutenance mémoire
La préparation des médicaments a connu une très grande évolution suite aux nombreuses recherches réalisées pour le traitement de maladies comme le cancer et les pathologies diverses parmi lesquelles nous avons les affections dermiques. C’est ainsi que de nombreuses formulations ont été envisagées afin de pouvoir résoudre des problèmes liés, pour la plupart du temps, à la biodisponibilité des médicaments au niveau de leur site d’action. La préparation médicamenteuse est une activité industrielle et les spécialités mises sur le marché doivent répondre à des normes strictes de bonne fabrication. Mais le fait le plus important au point de vue galénique est le développement de nouveaux systèmes afin d’améliorer la biodisponibilité du principe actif (PA). C’est ainsi que les liposomes ont été développé et ont fait l’objet d’études aux motivations diverses. Dans ces derniers le principe actif est incorporé, piégé, encapsulé, adsorbé ou lié aux polymères utilisés. Ils ont été décrits pour la première fois par Banghan et Horne [1], suite à des travaux de microscopie électronique effectuée sur une suspension de phospholipides isolés et purifiés, d’origine cellulaire. Ils ont remarqué que ces vésicules se forment spontanément en bicouches lamellaires superposées les unes aux autres en renfermant un espace aqueux. Les structures ainsi formées ou liposomes sont le résultat de l’arrangement de molécules amphiphiles dans un excès de solution aqueuse. Pour le grand public, ces objets sont surtout connus à travers leurs emplois dans les produits cosmétiques. De fait, les liposomes intéressent beaucoup les laboratoires de pharmacologie, de biologie cellulaire, de chimie car ils sont capables d’enfermer en leur sein le solvant dans lequel ils ont été préparés. Leurs utilisations comme transporteurs de médicaments au sein du circuit sanguin, ou encore pour véhiculer des catalyseurs chimiques est donc sérieusement envisagée. Ces applications représentent un aspect important, mais les liposomes intéressent aussi les chercheurs d’un point de vue fondamental [2].
GENERALITES SUR LES LIPOSOMES
Historique
L’introduction récente des liposomes dans l’arsenal thérapeutique, en cancérologie et en infectiologie, représente l’aboutissement d’efforts considérables déployés en recherche et en développement. Les liposomes ont été décrits par Bangham, il y a plus de trente ans, et les premières recherches sur l’encapsulation de principes actifs et leur administration datent de plus de vingt ans. Un tel décalage dans le temps rend bien compte des difficultés scientifiques et techniques rencontrées pour qu’un concept thérapeutique simple en apparence puisse devenir une réalité en clinique humaine. Les liposomes ont d’abord été un outil d’étude précieux pour les physiciens et les physico-chimistes dans la compréhension du comportement des composés amphiphiles en solution. Ils furent ensuite utilisés par les biologistes comme modèles pour l’étude de la perméabilité cellulaire avant d’être proposés, par la suite, comme vecteurs intracellulaires de substances médicamenteuses. Les applications des liposomes sont maintenant très variées dans des secteurs aussi différents que l’agro alimentaire, la cosmétique et la pharmacie. Actuellement, il existe plusieurs technologies qui utilisent exclusivement des liposomes pour le développement de plusieurs traitements antibiotiques, anti tumoraux, antiasthmatiques, enzymatiques, mais aussi en thérapie génique ou en vaccination [3].
Définition
Un liposome est une vésicule artificielle formée par une bicouche lipidique concentrique, emprisonnant entre elles des compartiments aqueux. On les obtient à partir d’une grande variété de lipides amphiphiles, dont les plus couramment utilisés sont les phospholipides. Les liposomes permettent d’encapsuler des principes actifs de solubilités très différentes.
Intérêt galénique
Le liposome n’est pas une simple solution à un problème galénique (solubilité¸ stabilité…) mais un système de délivrance qui va déterminer le devenir in vivo du principe actif qu’il véhicule. Ils ont le principal avantage d’être à la fois non toxiques et biodégradables¸ du fait de leur composition en phospholipides qui sont des constituants naturels des membranes biologiques. D’autre part¸ plusieurs avantages sont liés à l’encapsulation d’un principe actif (PA) dans des liposomes. Nous pouvons en citer quelques-uns :
– Libération programmée dans le temps en fonction de la fluidité de la paroi liposomale. Si une réponse pharmacologique rapide est souhaitée¸ on peut utiliser des liposomes « fragiles » ayant une bicouche lipide fluide.
– Maintien de l’intégrité du PA grâce au confinement dans les liposomes évitant les dégradations possibles dans la circulation sanguine.
– Diminution de la toxicité du PA : c’est un des avantages essentiels des liposomes du fait de leur faible capture dans les tissus comme le rein¸ le cœur ou le tractus gastro-intestinal. Le liposome peut être un moyen de protéger le patient contre les effets toxiques des principes actifs encapsulés. Par exemple¸ l’encapsulation de doxorubicine dans les liposomes permet de diminuer fortement la toxicité cardiaque observée avec les anthracyclines. Il en est de même pour la néphrotoxicité de l’amphotéricine B. Ils permettent également d’éviter l’apparition d’effets secondaires au moment de l’administration sous-cutanée¸ intradermique ou intra musculaire¸ que l’on observe avec certains principes actifs irritants.
– Ciblage du PA : l’élimination des liposomes s’effectue par capture par les cellules du système phagocytaire mononuclé (SPM). Leur endocytose augmente la concentration du PA au niveau cellulaire (lysosomes) ce qui confère un intérêt dans le traitement d’infections parasitaires ou microbiennes. Par contre¸ le ciblage de tissus différents du SPM relève de la mise au point de nouvelles formulations de liposomes permettant la libération du PA sur le site d’action.
– Solubilisation de PA : le liposome peut s’avérer intéressant pour pouvoir injecter par voie intraveineuse des composés lipophiles ou très peu solubles dans l’eau. C ‘est le cas de l’amphotéricine B qui est un PA lipophile dont il existe différentes formulations lipidiques sous forme de micelles (fungizone®) ¸ de complexe lipidique (Amphotec®) ou de liposomes (Ambisome®).
Structure et matières premières
Morphologie des liposomes
Les liposomes sont des structures fermées constituées d’une ou de plusieurs bicouches lipidiques organisées entre deux compartiments aqueux (figure1) [4]. Leur taille varie de 20 nm à plusieurs dizaines de μm. Lorsque des protéines sont insérées dans leur matrice¸ on parle de protéoliposomes [5]. A l’exception des lysophospholipides et de quelques phospholipides acides, les phospholipides naturels forment spontanément des liposomes en milieu aqueux. [6]. Les phospholipides sont des molécules amphiphiles qui possèdent une tête polaire et une queue apolaire. En milieu aqueux, l’organisation la plus stable est celle qui permet de minimiser les interactions entre composantes hydrophobes et molécules d’eau. Les lipides s’organisent le plus souvent en bicouches avec les queues apolaires au centre de la bicouche non accessible à l’eau et les têtes polaires exposées au milieu aqueux. Cette structure est refermée sur elle-même en une vésicule, qui isole un compartiment interne aqueux. Le libre passage de macromolécules d’un compartiment à l’autre est empêché, au contraire celui de quelques solutés hydrophobes ou de petits solutés hydrophiles qui diffusent librement au travers de la bicouche [7]. L’épaisseur d’une bicouche est plus ou moins à deux fois la longueur des plus grands lipides qui la composent. Le contenu de la bicouche, et notamment la présence de protéines, peut en augmenter l’épaisseur, qui reste toutefois inférieur à 10nm.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR LES LIPOSOMES
I. Historique
II. Définition
III. Intérêt galénique
IV. Structure et matières premières
IV.1. Morphologie des liposomes
IV.2 Composition des liposomes
IV.2.1. Les phospholipides
IV.2.2. Les stéroïdes
IV.3. Formulation et stabilisation des liposomes
V. Classification des liposomes
V.1. Selon leurs critères morphologiques
V.2. Selon leur composition et leur application in vivo
V.2.1. Liposomes conventionnels
V.2.2. Liposomes furtifs
V.2.3. Immunoliposomes
V.2.4 Liposomes cationiques
V.3 Selon le mode de préparation
VI. Méthodes de préparation des liposomes
VI.1. Les méthodes de dispersion mécanique des phospholipides
VI.1.1. Hydratation du film lipidique
VI.1.2. Sonication
VI.1.3. Extrusion
VI.1.4. Presse de french
VI.1.5. Microfluidisation
VI.2. Méthodes basées sur l’élimination du solvant organique
VI.2.1. Evaporation en phase inverse
VI.2.2. Injection d’une solution éthanolique de phospholipides /infusion d’éther
VI.3. Méthodes basées sur l’utilisation de détergents : Dispersion de micelles mixtes
VI.4 Méthodes utilisant des liposomes pré-formés
VI.4.1. Congélation-décongélation
VI.4.2. Lyophilisation – réhydratation
DEUXIEME PARTIE : PROPRIETES ET EMPLOIS DES LIPOSOMES
I. Encapsulation de substance dans les liposomes
I.1. Mesure de l’efficacité d’encapsulation
I.1.1 Pourcentage d’encapsulation
I.1.2. Encapsulation pondérée
I.1.3. Volume aqueux encapsulé
I.2. Facteurs influençant la capacité d’encapsulation des liposomes
I.2.1. Type de substances à encapsuler
I.2.2. Type de liposomes
I.3. Principaux modes d’encapsulation
I.4. Stabilité et conservation des liposomes
I.4.1. Rôle de la Composition phospholipidique (qualitative et quantitative)
I.4.2. Rôle de la Méthode d’encapsulation
I.4.3. Rôle du Ratio PA/ lipide
I.4.4. Effets de l’osmolarité
I.5. Séparation des substances non encapsulées
II. Devenir in vivo des liposomes
II.1. Devenir des liposomes dans le sang
II.1.1. Interactions des liposomes avec les cellules du système phagocytaire mononuclée (système réticulo-endothélial)
II.1.1.1. La phagocytose
II.1.1.2. L’opsonisation
II.1.2. Interactions des liposomes avec les lipoprotéines plasmatiques
II.1.3. Interactions des liposomes avec les cellules sanguines
II.2. Mécanisme d’interactions liposomes-cellules
II.3. Biodistribution
II.3.1. Situation physiologique
IV.3.2. Situation pathologique
III. Applications thérapeutiques
III.1. Les liposomes conventionnels : traitement des maladies infectieuses et vaccination
Les liposomes conventionnels sont utilisés pour cibler et délivrer des agents
anti-infectieux sur des macrophages infectés
III.2. Les liposomes furtifs : Formes à libération prolongée/Ciblage passif
III.3. Les immunoliposomes : Ciblage spécifique
III.4. Les liposomes cationiques : thérapie génique
IV. Autres applications
IV.1. En cosmétologie
IV.2 Utilisation des liposomes comme modèle membranaire
V. Formes liposomales commercialisées
V.1. En cancérologie
V.2. En infectiologie
CONCLUSION
