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| Modifications d'auto-assemblages peptidiques dans l'eau par ajout de co-solvants (Modification of peptide self-assemblies in water by addition of co-solvents) Halzoun, Nadia - (2020-12-17) / Universite de Rennes 1 - Modifications d'auto-assemblages peptidiques dans l'eau par ajout de co-solvants
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Langue : Français Directeur(s) de thèse: Artzner, Franck Discipline : Physique Laboratoire : Institut de Physique de Rennes Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Physique Mots-clés : Peptides, Hydrogel, Formulation, Solubilité, Co-solvants, Auto-assemblage, Nanotubes, Faisceaux, SAXS, LC-Polscope
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Résumé : Le Lanréotide est un octapeptide dicationique qui s’auto-assemble spontanément dans l’eau en nanostructures cristallines liquides (hydrogel) : les nanotubes. Cette propriété a permis la commercialisation d'une formulation originale, la Somatuline®Autogel® par IPSEN en 2001. Une fois injecté, le gel forme un dépôt semi-solide à partir duquel le principe actif est lentement libéré sur une période de 28 jours. La viscosité des gels augmente fortement avec la concentration en peptides, ce qui limite la dose maximale injectable et provoque des douleurs à l’injection. L'ajout de co-solvants comme le polyéthylène glycol diminue la viscosité et prolonge davantage le temps de libération. En effet, ce polymère améliore la solubilité du peptide dans l'eau par complexation avec le dimère. De plus, l'organisation biphasique des gels (phase isotrope ⇌phase colonnaire) permet la formation des faisceaux par la contraction du réseau hexagonal sous l’effet de la force de déplétion engendrée par le polymère. Dans cette thèse, nous avons étudié les effets de plusieurs co-solvants sur la formation et la structure des auto-assemblages en utilisant les techniques de caractérisation physique SAXS et LC-PolScope. Ainsi, nous avons mis en évidence deux catégories de co-solvants selon leurs effets sur l'équilibre entre les phases et la structure des nanotubes : (i) Les co-solvants qui améliorent la solubilité et donc augmentent la concentration critique d'auto-assemblage et forment des faisceaux très ordonnés : NMP, PPG et PVP ; et (ii) les co-solvants peu solubilisant et à faible effet structurant : éthanol, éthylène glycol, propylène glycol et glycérol. Abstract : Lanreotide is a dicationic octapeptide which spontaneously forms a hydrogel. This is due to its capability to self-assemble into liquid crystalline superstructures: Nanotubes. This property enabled the marketing of an original formulation, Somatuline®Autogel® by IPSEN in 2001. Once injected, the gel forms a semi-solid deposit from which the active ingredient is slowly released over a period of 28 days. The viscosity of the gels increases strongly with the peptide concentration which limits the maximum injectable dose and causes pain at injection sites. The addition of cosolvents like polyethylene glycol decreases the viscosity and further extends release time. Indeed, this polymer improves the solubility of the peptide in water by complexation with the dimer. Moreover, the bi-phasic organization of the gels (isotropic phase ⇌ columnar phase) allows the organization of the nanotubes into highly ordered bundles by the contraction of the hexagonal network due to the effect of the depletion force generated by the polymer. In this thesis, we investigated the effects of several cosolvents on the formation and structure of self-assemblies using physical characterization techniques SAXS and LCPolScope. So, we have highlighted two categories of cosolvents according to their effects on phase equilibrium and nanotube structure: (i) Cosolvents who improves the solubility and thus increases the critical self-assembly concentration and forms highly ordered bundles: NMP, PPG and PVP; and (ii) Co-solvents with low solubilizing and structuring effects: ethanol, ethylene glycol, propylene glycol and glycerol. | |||