Étude préclinique du potentiel thérapeutique de nanoparticules d’apolipoprotéine A1 chargées en molécules d’intérêt clinique dans la fibrose pulmonaire expérimentale chez la souris.

Les nanoparticules que nous produisons sont des reconstitutions simplifiées de molécules présentes dans notre organisme dont le rôle principale est d’éliminer le cholestérol. Ces nanoparticules possèdent aussi des propriétés protectrices pour l’appareil cardio-vasculaire, tel qu’une activité anti-inflammatoire. Ainsi, plusieurs industriels pharmaceutiques ont utilisés ces nanoparticules pour tester leurs potentiels thérapeutiques dans les maladies cardiovasculaires. L’administration de ces nanoparticules était réalisée par injections intraveineuses répétées. Une autre voie d’administration, l’aérosolisation, permettrait de cibler directement les poumons. Il se trouve que les cellules pulmonaires sont capables de reconnaitre et d’utiliser ces nanoparticules. Aujourd’hui, aucune étude n’a montré la transposition du potentiel thérapeutique de ces nanoparticules dans les maladies respiratoires. Nous avons réussis à produire et enrichir ces nanoparticules avec différentes molécules thérapeutiques et montré un effet protecteur dans un modèle in vitro. Les objectifs du projet sont d’évaluer le potentiel thérapeutique de l’aérosolisation des nanoparticules enrichies dans deux modèles complémentaires de fibrose pulmonaire in vivo: (i) la fibrose pulmonaire induite par une alimentation riche en graisse et (ii) la fibrose pulmonaire induite par un agent chimique.

Ce projet apportera une preuve de concept de l’efficacité des nanoparticules A1NP enrichies à prévenir le développement de fibrose pulmonaire dans différents contextes pathologiques. Cette stratégie pourrait révolutionner la prise en charge des diabétiques en offrant un traitement ciblé et non invasif capable d’interrompre la progression de cette complication pulmonaire, améliorant ainsi la qualité de vie des patients et réduisant la mortalité. La voie inhalée est une stratégie thérapeutique prometteuse qui améliorera l’observance et l’autonomie des patients. Des études précliniques et cliniques de ces dernières années ont démontré la capacité des nanoparticules lipidiques inhalées à délivrer localement divers médicaments dans les poumons, notamment des produits chimiothérapeutiques, des vasodilatateurs, des antibiotiques, des ARNm, des siARN et des mucolytiques, pour le traitement de maladies pulmonaires telles que les cancers pulmonaires, les maladies pulmonaires obstructives et les infections respiratoires. Les nanoparticules lipidiques ont permis d’atteindre cet objectif tout en améliorant la stabilité des médicaments, en réduisant la toxicité systémique et en permettant une concentration locale plus élevée du médicament dans les poumons. En diminuant la fréquence et la gravité des complications pulmonaire, cette thérapie innovante pourrait réduire significativement les coûts liés aux soins à long terme, à l’hospitalisation, et à la prise en charge des incapacités. Elle répond ainsi à un besoin urgent de solutions thérapeutiques efficaces face à la charge croissante que représente les maladies respiratoires pour les systèmes de santé mondiaux.

Les animaux seront soumis à des inhalations de nanoparticules (1056 animaux au total maximum). Le geste technique d’inhalation des nanoparticules dure environ 5 minutes et se fait sur animaux vigiles. Parmi ces animaux, la moitié auront une mesure de leur fonction respiratoire (528 animaux au total maximum). Certains animaux auront reçu une dose d’un agent chimique (640) et certains auront eut un régime riche en graisse (192). L’administration de l’agent chimique dure environ 1 minute et la mesure des fonctions respiratoires dure environ 10 minutes. Ces deux interventions sont réalisées sous anesthésie générale. Dans le modèle 1 (fibrose pulmonaire induit par un régime riche en graisse), nous aurons : – Etude pilote (32) : 8 inhalations de nanoparticules par souris. – Etude (320) : chaque groupe de souris contient 32 souris (16 pour la fonction respiratoire et 16 pour l’analyse histologique), il y a 8 inhalations de nanoparticules par souris. Dans le modèle 2 (fibrose pulmonaire induit par un agent chimique), nous aurons : – Etude (352 souris avec de l’eau normale et 352 souris avec de l’eau sucrée) : chaque groupe de souris contient 32 souris (16 pour la fonction respiratoire et 16 pour l’analyse histologique), les souris reçoivent soit une dose de solution physiologique ou une dose de l’agent chimique. Puis les souris reçoivent 3 ou 6 inhalations de nanoparticules par souris.

– Nuisance modérée du régime riche en graisse. – Nuisance modérée de la mesure de glycémie. – Nuisance modérée pour les administrations pulmonaire. Cette technique est réalisé sous anesthésie générale et ne dure qu’une minute. – Nuisance sévère pour la mise en place de la fibrose pulmonaire induite par l’agent chimique. – Nuisance sévère pour la mesure des fonctions respiratoires.

Chaque animale est euthanasié afin de pouvoir collecter les poumons pour analyses biologiques.

La structure et la fonction du système respiratoire des souris présentent des similitudes avec celles des humains, bien que les différences existent en termes de taille et de complexité. Les souris possèdent des bronchioles, des alvéoles, et des cellules immunitaires pulmonaires similaires à celles des humains, ce qui permet d’étudier les effets des traitements inhalés. Les souris montrent des réponses inflammatoires et immunitaires comparables à celles des humains lorsqu’elles sont exposées à des agents pathogènes ou à des stimuli nocifs, permettant ainsi d’évaluer les réponses thérapeutiques des nanoparticules. Les modèles murins de fibrose pulmonaire sont bien établis et peuvent être induits par diverses méthodes telles que l’exposition à des agents chimiques. Ici, les souris sous régime riche en graisse ou exposées à un agent chimique en condition hyperglycémique reproduisent les caractéristiques clés de la fibrose pulmonaire humaine, en prenant en compte les perturbations métaboliques. Animaux adultes entre 8 et 10 semaines. À l’âge de 8 à 10 semaines, les souris ont atteint une maturité physiologique qui leur permet de mieux refléter les caractéristiques pulmonaires des adultes humains. Les structures alvéolaires et les voies respiratoires sont pleinement développées, ce qui est crucial pour étudier les changements pathologiques induits par la fibrose pulmonaire. Les souris de cet âge possèdent un système immunitaire mature mais encore flexible, permettant une réponse inflammatoire et immunitaire comparable à celle observée chez les adultes humains. Cela est important pour étudier les mécanismes inflammatoires et immunopathologiques de la fibrose. Enfin, à cet âge, les souris ont un niveau d’activité physique, de métabolisme et de croissance relativement stable, ce qui minimise les facteurs confondants qui pourraient influencer les résultats expérimentaux.