Plateforme de livraison pour les articulations synoviales

1. Résumé du projet

Ce projet a pour objectif de développer une plateforme de livraison prolongée et contrôlée de principes actifs pour des fins thérapeutiques dans les articulations synoviales. Cette plateforme polyvalente et modulable utilise des hydrogels nano-hybrides à effet de matrice capables de livrer un large éventail d’actifs dans des situations pathologiques jusqu’à présent difficilement traitables sur le long terme.

Les véhicules de livraison pour les articulations synoviales ayant été testés jusqu’à présent ne répon-dent pas aux besoins technologiques de l’administration des principes actifs de nouvelle génération comme les biologiques ou l’application de traitements combinés. Les défis technologiques identifiés sont :

1. Polyvalence et modularité : pour l’heure, il n’existe pas de plateforme unique capable de livrer des actifs hydrophobes et hydrophiles simultanément dans une articulation. Les systèmes de libé-ration à base d’hydrogels déjà développés sont difficilement adaptables et, dans la majorité des cas, ne permettent pas de livrer plusieurs principes actifs, de façon simultanée et indépendante ;
2. Formulation : la grande majorité des hydrogels mis au point nécessitent d’induire chimiquement la formation de liaisons covalentes pour assurer leur cohésion. Ceci constitue un défi de taille pour les administrer sous forme injectable et génère une certaine toxicité au moment de leur dé-gradation.
3. Libération : la libération intra-articulaire de molécules hydrophiles, p.e. les protéines, est encore mal contrôlée pour les systèmes à base d’hydrogels. D’importantes variations de la vitesse de libé-ration sont observées (effet de «burst release»), et ce même dans le cas des hydrogels à effet d’affinité.

Afin de répondre à cette problématique complexe, nous proposons d’intégrer les atouts des hydrogels hybrides et des hydrogels à effet d’affinité dans une plateforme technologique unique permettant de générer rapidement des hydrogels hybrides auto-assemblés à effet d’affinité pour contrôler la libéra-tion de principes actifs variés aussi bien hydrophiles qu’hydrophobes.
La réticulation de ces hydrogels se fera par l’assemblage spécifique de nanoparticules (NPs) et de polymères lubrifiants (PLs) tous deux porteurs de peptides, dénommés E et K, capables de former des motifs « super-hélices » dont la stabilité peut être modulée en générant des variants ayant une longueur différente et/ou présentant des mutations spécifiques (substitutions ciblées dans leur séquence pepti-dique). Par le greffage des peptides E ou K sur les NPs et PLs respectivement, la réticulation de l’hydrogel et ses propriétés mécaniques pourront ainsi être contrôlées. Cette matrice polymérique auto-assemblée facilitera l’incorporation et la livraison de principes actifs. Ces derniers pourront être encapsulés dans le nanovecteur particulaire (pour les actifs hydrophobes) ou greffés à la surface de celui-ci (pour les actifs hydrophiles comme les protéines) en utilisant le même type de peptides que ceux assurant la cohésion du gel. L’affinité du nanovecteur pour la matrice polymérique sera modulée par l’interaction du couple E / K. La longueur ou la composition de ce dernier modulera la vitesse de libération des principes actifs.

Cette plateforme de livraison viendra combler un manque technologique important dans le domaine du traitement des pathologies articulaires et aidera à améliorer la qualité des Canadiens.