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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 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



3 Juillet 2013

pH acide pH neutre

Libération du contenu Erosion et dissolution


• 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



3 Juillet 2013

NP contrôle

Enterocyte M

M

E

Distribution par imagerie fluorescence

M



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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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



3 Juillet 2013

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)



3 Juillet 2013

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



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



3 Juillet 2013

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