CM6 : Nanotechnologie

Question 1

Définition de la nanomédecine ?

Answer 1

Application médicale des connaissances et des techniques issues des nanotechnologies dans le ttt des pathologies humaines ou en diagnostique des maladies humaines

Question 2

Quelles sont les application en nanomédecines des nanoparticules ?

Answer 2

• Utilisat° antimicrobienne, anti parasitaire, anti-pathogène, et anti-fongique
• Cosmétique
• Modifier la distribution des molécules actives dans l’organisme
• Photothérapie
• Thérapie génique
• Vecteurs thérapeutique
• Thérapie cellulaire : délivrance de gènes
• Améliorer l’imagerie médicale
• Marquer les cellules en microscopie
• Améliorer diagnostic
• Impliquées dans la régénération et le remplacement de partie du corps

Question 3

Quels sont les types de nano particules ?

Answer 3

• nanosuspension :
  mélange de nanopart et de mdcts
• liposomes
• polymères de Nps
• Nps en métal
• polymère thérapeutique
• les dendrimères

Question 4

Quelles sont les “obligations” des polymères utilisés avec les nanoparticules ?

Answer 4

=> biodégradables,
biocompatibles
* Polyester
* Polypeptide
* polysaccharide
* polyéthylène glycol

Question 5

Caractéristiques des dendrimères ?

Answer 5

• taille < à 10nm
• Macromolécules sphériques, hautement ramifiées et synthétiques, fabriquées à partir de polymère
• Avantage : 1 seul dendrimère peut porter 1 ou + molécules ou agents thérapeutiques
• Intérêt: Utilisés ++ comme vecteurs d’administration capables de cibler
  des tumeurs avec de fortes doses de mdts anticancéreux* Avantage : 1 seul dendrimère peut porter 1 ou plusieurs molécules ou agents thérapeutiques.
• Intérêt: Ils sont principalement utilisés comme vecteurs d’administration capables de cibler
  des tumeurs avec de fortes doses de mdts anticancéreux

Question 6

Caractéristiques des polymères thérapeutiques ?

Answer 6

• 5 - 20 nm
• polymères simples
• Seuls ou conjugués à des protéines
• Association avec prot permet adressage spécifique à un endroit du corps
• ADN : utilisé en thérapie cellulaire
• associé aux mdts

Question 7

Caractéristiques des nanoparticules métaliques ?

Answer 7

• 10 à 100 nm
• Propriétés physiques différentes de celles du métal massif
• Inconvénient : Peu compatible ⇒ biocompatibilité
  assuré par un noyau en silice
• Sous forme d’or, argent, zinc ou titane

Question 8

Relation entre la forme et la taille des particules et leur utilisation ?

Answer 8

→ la taille et la forme des particules métalliques influencent leur détection et leur utilisation

Question 9

Qu’est-ce que la photothérapie ?

Answer 9

Emettre un laser sur la particule qui a été injecté sur le site de la tumeur => nanoparticule absorbe ce rayon => rejete de la chaleur => va entraîner la
destruction des C cancéreuses sur place

Question 10

Caractéristiques des micelles de polymère ?

Answer 10

• Nanoporteurs sphériques biodégradables : obligatoirement sphérique
• Taille : 10 à 200 nm
  -Véhicules de délivrance de mdts
• Noyau hydrophobe peut être utilisé pour transporter des produits pharmaceutiques, sont
  solubilisés et bloqués physiquement dans la région interne
• Assemblage de polymère de PEG

Question 11

Avantage des micelles de polymère ?

Answer 11

• Encapsuler les prot, mdts hydrophile dans le coeur hydrophobe ⇒ améliorer l’absorption
• Capacité de charge élevée: peuvent simultanément administrer 2 agents thérapeutiques
  ou +
• Pas dégradés par les
  fonctions immunitaires
• Capables de se dissoudre au niveau du lieu choisi
• Libèrent mdts de manière régulée
• Conditions extérieures telles que le changement de pH et de T° peuvent induire la libération du mdt des micelles

Question 12

Caractéristiques des nanoparticules polymérique ?

Answer 12

• dispositifs de livraison = cargo
• Polymères biodégradables naturels ou artificiels - les nanosphères et les nanocapsules et nanimicelles
• porteurs solides de 10 à 1000 nm
• Peuvent transporter Ac thérapeutiques

Question 13

Avantages des nanoparticules polymériques ?

Answer 13

• bonne absorption
• bonne dissolution au site voulu
• Ils sont + gros et donc + stables
• permet d’envoyer au site voulu, des médicaments qui se dissolvent très peu
• permettent le ciblage pour la délivrance et l’imagerie : précision +++

Question 14

Inconvénient des nanoparticules polymériques ?

Answer 14

Faible propriétés pharmacocinétique (absorption faible) → augmenter la pharmacocinétique en les couplant avec d’autres molécules

Question 15

Caractéristiques des nanotubes de carbones ?

Answer 15

• Forme cristalline du carbone
• Tube formé par un ou plusieurs feuillets d’atomes de carbone
• Fermés ou non à leurs extrémité
• simple-feuillet ou multi-feuillets

Question 16

Avantage des nanotubes de carbone ?

Answer 16

• Conductivité électrique, thermique et résistance mécanique +++
• Souvent liés à des phospholipides pour faciliter leur internalisation
• Vecteurs de gènes, siRNA, cDNA

Question 17

Caractéristiques des liposomes ?

Answer 17

=> Seuls en phase clinique :
* 20 à 1000 nm à la limite des nm
* Systèmes porteurs de mdts : bicouche lipidique hydrophile et cœur hydrophobe
* Préparation + facile, ils ont une toxicité + acceptable et une biodégradabilité
important
* La charge du mdts peut ê obtenue par :
* formation d’un liposome ds une solution aqueuse saturée d’un mdt soluble
* L’utilisation de solvants organiques et de mécanismes d’échange de solvant
* L’utilisation de mdts lipophiles

Question 18

Avantage des Liposomes ?

Answer 18

• on peut les charger de manière importante en
  greffant dessus des PEG
• facile à former
• dépendant du pH: cible que les cancers

Question 19

Quels sont les paramètre les + imoortant à prendre en compte pour les nanoparticules ?

Answer 19

• composition
• géométrie
• chimie de surface
• les cibles

Question 20

De quoi dépend le comportement des nanoparticules ?

Answer 20

• la taille
• la charge

Question 21

Caractéristiques de nanoparticules de 1ère génération ?

Answer 21

• <3 hydrophobe stabilisé par un tensioactif + très grande surface sphérique
• administrées par voie IV : avantage pour l’absorption
• Désavantage : interagissent fortement avec les protéines du plasma → captées par les C de Kupffer → Se retrouvent dans les phagolysosomes => problème pour le diffusion
• Avantage : Diminuer la toxicité systémique

Question 22

Caractéristiques des nanoparticules de 2nd génération ?

Answer 22

=> Systèmes “furtifs”
* recouvrir la surface par du PEG = hydrophile et flexible
* Bloc hydrophile et bloc hydrophobe
* Avantage : empêche les interactions avec opsonines par répulsion stérique, non reconnues par les macrophages du foie
⇒ Durée de résidence vasculaire allongées ⇒ + grande probabilité de traverser les endothéliums vasculaires

Question 23

Caractéristiques des endothélium de troisième génération ?

Answer 23

• Bloc hydrophile et hydrophobe + ajout de différentes molécules pour cibler
• Fonctionnalisées par des ligands
• reconnaître sélectivement des antigènes ou des R
• augmenter l’efficacité thérapeutique
• diminuer les effets secondaires

Question 24

Caractéristiques des nanoparticules de prodrogue polymère ?

Answer 24

• Autre approche : coupler chimiquement le PA au polymère
• Couplage de principes actifs sur un polymère préformé
• Couplage du PA sur un motif monomère suivi de l’étape de polymérisation
• Méthode du PA amorceur => l’utilisation d’un PA comme amorceur de polymérisation Obtention de conjugués PA-polymère

Question 25

Caractéristiques de la microscopie à champs sombre ?

Answer 25

• Variante de la microscopie optique
• Arrière-plan de l’image est sombre, structures à observer se détachent en clair
• Utilisation de nanoparticules d’or et d’argent comme agents de contraste
• Permettre de détecter des éléments en très faible quantité (pM)
• Visualiser les organites cellulaires
• Différencier des cellules cancéreuses et non cancéreuses

Question 26

Comment s’utilise l’imagerie à résonnance magnétique ?

Answer 26

Utilisation oxyde de fer + polymère de dextrane => présentent un champ magnétique fort => raccourcir les temps de relaxation de l’eau pour augmenter le contraste

Question 27

Avantage de l’imagerie à résonnance magnétique ?

Answer 27

• augmentation du champs magnétique
• augmentation du contraste

Question 28

Principe de la photoluminescence 2 photons ?

Answer 28

Implique l’excitation d’un fluorophore de l’état fondamental à l’état excité par un seul photon dans la gamme spectrale UV bleu/ vert

Question 29

Invantage de la photoluminescence ?

Answer 29

⇒ Besoin de beaucoup moins énergétique + une réduction significative de l’intensité du laser + contraste augmenté et ainsi meilleurs visibilité de la tumeur
⇒ Potentialité intéressante pour les tissus épais
On diminue la toxicité !

Question 30

Applications au diagnostic des nanotechnologies ?

Answer 30

• Faciliter le processus de diagnostic
• Recherche de biomarqueur de tumeur via des Nps
• Développement de tests nano-équipés pour diabétiques
• Diagnostic des maladies osseuses, l’ostéodystrophie rénale et l’ostéoporose
• Diagnostic des maladies infectieuses via l’utilisation de particules d’Or
• Imagerie médicale ++++ comme agents de contrastes

Question 31

Utilisation des NP en thérapeutiques ?

Answer 31

• Caractéristiques thérapeutiques intrinsèques
• Utilisées comme vecteurs de médicament
• Propriétés sur le système immunitaire : modulation du système immunitaire
• Propriétés délétères sur l’environnement, les voies aériennes
• Soumis à un AMM comme les autres médicaments

Question 32

Utilisation des NP en thérapie photodynamique ?

Answer 32

• NP métalliques uniquement
• Dermatologues : cancers comme celui de l’épiderme
• Forte capacité d’absorption
• Thérapie est basée sur la capacité à convertir la lumière absorbée en chaleur
• Cellules tumorales sont traités par un agent photosensibilisateur
• exposition à une lumière émise par une source laser à une longueur d’onde spécifique
• Mort cellulaire tumorales
• TTT des cancers: surtout les cancer cutanés, agents bactéricides

Question 33

Principe de la Thérapie photothermique ?

Answer 33

• Repose sur l’absorption de la lumière de la même manière que la PDT
• Convertir strictement l’énergie lumineuse en chaleur
• Repose sur les propriétés d’absorption des Np
• Utilisation des nanorods, pour convertir la lumière en énergie thermique
• Photothermie (PTT) : induite par radiations
• Photodynamie (PDT) : induite par un laser

Question 34

Principe de la Thérapie par radiation ?

Answer 34

• Radiothérapie externe et curiethérapie classique
• Np avec des éléments chimiques ayant un nb atomique de protons dans le noyau élevé
• Ce noyau ciblé sur la tumeur permet d’augmenter la dose administrée à une tumeur et donc la capacité de destruction d’une tumeur
• Par hélium ou césium

Question 35

Quel est le but utilime de la recherche en nanoparticule ?

Answer 35

Nanoparticules théranostiques :
* Mélange : chimiothérapie + thérapie photodynamique
* Systèmes qui combinent à la fois une modalité de ttt et d’imagerie
* Approche + agressive et + efficace
* Permet une + grande personnalisation

Question 36

Principe de la Régénération tissulaire ?

Answer 36

• Nanotechnologie pour la régénération osseuse : implants et matrice
• Matériaux avec de la gélatine, des céramiques bioactives, des polymères biodégradables et des
  polysaccharides tels que l’agarose
• Favoriser la croissance cellulaire et la régénération tissulaire

Question 37

Principaux avantage des NP ?

Answer 37

• Peuvent être chargées avec un certain nb de médicaments différents par encapsulation et
  par liaison covalente
• Outil de livraison sur demande
• Recombinaison génomique sur site-spécifique: Utilisation Nps pour fournir des acides nucléiques peptidiques, outils de vaccination
• Cibler de façon précise la distribution des molécules, la livraison ciblée épargne les tissus
  sains
• Administrer des doses moins importantes sur le site de la tumeur
• Diminuer les effets secondaires

Question 38

Inconvénients des NP ?

Answer 38

• Effets sur la santé encore peu connus et peu décrit
• Cadre réglementaire immature pour l’évaluation des Np: il faut une AMM
• Phénomène de burst release = libération rapide post-administration d’une fraction significative de principes actifs pouvant entraîner une toxicité
• Très faible taux de chargement en principes actifs nécessitant l’administration d’une grande quantité de nanoparticules pouvant également conduire à des effets toxiques