Co-encpsulation de photosensibilizateurs et d'anticancéreux dans des nanovecteurs // co-encapsulation of photosensitizer compounds and anticancer drugs in nanocarrier systems

Topic description

Le cancer est une maladie caractérisée par une croissance cellulaire incontrôlée qui envahit les tissus environnants. Les options thérapeutiques standard (chimiothérapie, radiothérapie et chirurgie) restent la pierre angulaire des soins mais les patients souffrent d'effets indésirables graves liés à la chimiothérapie, notamment des nausées, des vomissements, de la diarrhée, une alopécie, une fatigue profonde et une dépression [1|.
La thérapie photodynamique (PDT) offre une alternative non chirurgicale et peu invasive qui est déjà approuvée pour les affections malignes et bénignes. Cette approche consiste à administrer un agent photosensibilisant par voie systémique ou topique, puis à exposer le tissu ciblé à la lumière visible (laser, LED, etc.) en présence d'oxygène moléculaire. L'activation lumineuse du photosensibilisateur génère des espèces réactives de l'oxygène, notamment de l'oxygène singulet (¹O₂), qui induisent la mort des cellules tumorales. La PDT est associée à une faible toxicité systémique par rapport aux traitements conventionnels. De plus, des recherches récentes démontrent que l'association de la PDT à une dose plus faible de médicaments de chimiothérapie pourrait être bénéfique pour la pratique clinique en atténuant les effets secondaires induits par les agents [2].
La phtalocyanine de chloroaluminium (ClAlPc) est un photosensibilisateur qui a fait l'objet de nombreuses études. Elle s'est révélée efficace sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses et semble prometteuse pour de futures applications cliniques [3]. L'indirubine-3′-monoxime (I3MO) est l'un des dérivés idéaux de l'indirubine, avec une CI50 plus faible et une cytotoxicité accrue par rapport à l'indirubine elle-même, qui inhibe diverses protéines kinases dépendantes des cyclines (CDK). Des effets anti-inflammatoires et antitumoraux ont également été mis en évidence [4-5]. Malgré leur efficacité, ces deux substances sont insolubles dans l'eau et les fluides biologiques. Surmonter cet inconvénient permettrait d'améliorer l'indice thérapeutique des agents chimiothérapeutiques. Nous proposons d'utiliser des systèmes de nanotransporteurs qui ont été utilisés et évalués soit comme systèmes d'administration de médicaments, soit comme nanoconstructions fonctionnelles.
Dans le cadre de ce projet de doctorat, deux types de nanoparticules seront comparés pour la co-encapsulation et la libération de ClAlPc et d'I3MO : les nanoparticules lipidiques solides [6-9] et les nanoparticules Pluronic F/poly (lactique-co-glycolique) conjuguées au folate [10-11] afin d'augmenter l'efficacité des deux composés.
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Cancer is a disease marked by uncontrolled cell growth that invades neighboring tissues. Standard therapeutic options—chemotherapy, radiotherapy, and surgery—remain the cornerstone of care. Patients experience severe adverse effects from chemotherapy, including nausea, vomiting, diarrhea, alopecia, profound fatigue, and depression [1|.
Photodynamic therapy (PDT) offers a non surgical, minimally invasive alternative that is already approved for both malignant and benign conditions. The approach involves administering a photosensitizing agent systemically or topically, then exposing the targeted tissue to visible light (laser, LED, etc.) in the presence of molecular oxygen. Light activation of the photosensitizer generates reactive oxygen species, notably singlet oxygen (¹O₂), which induce tumor cell death. PDT is associated with low systemic toxicity compared with conventional treatments. Moreover, recent investigations demonstrate that combining PDT with a lower dose of chemotherapy drugs might be beneficial for clinical practice with alleviation of the side effects induced by the agents [2].
One extensively studied photosensitizer is chloroaluminum phthalocyanine (ClAlPc), which has shown efficacy across multiple cancer cell lines and holds promise for future clinical applications [3]. Indirubin-3′-monoxime (I3MO) is one of the ideal derivatives of Indirubin, with lower IC50 and enhanced cytotoxicity compared to indirubin itself, that inhibits various cyclin-dependent protein kinases (CDKs). Anti-inflammatory and anti-tumor effects have been also evidenced [4-5]. Despite their efficacy, the two substances present insolublity in water and biological fluids. Overcoming this drawback aims to improve the therapeutic index of the chemotherapeutics. We propose the use of nanocarrier systems that have been used and evaluated either as drug delivery systems or functional nanoconstructs.
In this PhD project, two types of nanoparticles will be compared for the co-encapsulation and release of ClAlPc and I3MO: solid lipid nanoparticles [6-9] and folate-conjugated Pluronic F/poly (lactic-co-glycolic) nanoparticles [10-11] to increase the efficiency of the two compounds.
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Début de la thèse : 01/10/

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Funding further details

Programme doctoral pour les cotutelles internationales de thèse (ADI)