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Université d'Angers (14/12/2007), Marie-Claire VENIER-JULIENNE, (Dir.)
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Mise au point et développement de microparticules biodégradables contenant une protéine à l'état solide
Alexandra Giteau1

L'administration de protéines de façon locale et prolongée à partir de microsphères biodégradables de PLGA présente un réel intérêt thérapeutique (diminution du nombre d'injections, potentialisation de l'activité, diminution des effets secondaires), plus particulièrement, dans le domaine de l'ingénierie tissulaire pour l'apport de facteurs de croissance. Cependant, la faible stabilité des protéines dans ces systèmes limite leur développement. Dans ce travail, des stratégies ont été mises en place pour préserver l'intégrité de protéines à la fois lors des étapes d'encapsulation et de libération. Dans une étude préliminaire, des protéines modèles et thérapeutiques ont été précipitées afin d'éviter leur dénaturation pendant leur future encapsulation. Des particules submicroniques ont ainsi été formées par ajout d'un non solvant et d'un sel à une solution aqueuse de protéine. Après optimisation des rendements de précipitation, ces particules de protéines ont été microencapsulées par un procédé de simple émulsion (s/o/w). Aucune perte d'activité n'a été observée et ce, sans stabilisant. Ensuite, pour pallier au ralentissement de la libération après le premier jour d'incubation des microsphères, l'interaction protéine-polymère a été modélisée et des composés capables de limiter l'adsorption du lysozyme sur le PLGA ont été sélectionnés, notamment le poloxamer 188. La précipitation du lysozyme avec du poloxamer 188 avant encapsulation a ainsi conduit à une libération continue de protéine active pendant trois semaines sans effet burst à partir de microsphères de PLGA et pendant plus de six semaines avec un copolymère tribloc de PLGA-PEG-PLGA.
1:  Ingénierie de la vectorisation particulaire
précipitation de protéine – stabilité protéique – microsphères – poly(lactic-co-glycolic acid)(PLGA) – libération prolongée

Development of biodegradable microparticules loaded with a solid-state protein
Local and sustained protein delivery from biodegradable PLGA microspheres present a real interest for therapeutic purposes (decrease of the number of injections, potentialization of the activity, reduction of the side effects), especially in the field of tissue engineering to convey growth factors. However, the poor stability of proteins in these devices limits their development. In this work, strategies were designed to preserve protein integrity both during encapsulation and release steps. In a preliminary study, model and therapeutic proteins were reversibly precipitated to avoid their denaturation during their subsequent encapsulation. Nanosized particles were formed by adding a protein non-solvent and a salt to an aqueous solution of protein. After an optimization of the precipitation yields, these protein particles were microencapsulated by a solid-in-oil-in-water encapsulation process (s/o/w). No activity loss was observed even without adding stabilizer. Then, to circumvent the protein slow release after the first day of microsphere incubation, protein-polymer interaction was studied in a two-dimensional model and compound able to totally block lysozyme adsorption onto a PLGA surface were selected, among them poloxamer 188. Lysozyme precipitation with poloxamer 188 prior to encapsulation thus led to a continuous protein release over three weeks without burst effect and for up to five weeks with a tribloc PLGA-PEG-PLGA copolymer.