Introduction :
Le poly(acide malique) (PMLA) présente un intérêt pour des applications potentielles pour l’administration de médicaments par voie systémique. Nous développons des nanoparticules (NPs) à base de dérivés hydrophobes/amphiphiles du PMLA, natives ou fonctionnalisées par des peptides hépatotropes pour le ciblage de cellules d’hépatome [1,2]. Dans ce travail, nous avons caractérisé la captation de ces NPs par des cellules d’hépatome et par les cellules mononucléées du sanget les macrophages in vitro.

Patients et méthodes / ou matériel et méthodes :
Trois (co)polymères ont été produits et caractérisés : le poly(malate de benzyle) (PMLABe), le maléimide-PMLABe (Mal-PMLABe) et le Mal-PEG-b-PMLABe. Des NPs ont été formulées par nanoprécipitation en y incorporant un composé lipophile fluorescent, le DiD Oil [1, 2]. Le greffage du peptide hépatotrope GBVA10-9 [3] a été réalisé par la réaction de Michael entre le thiol d’une cystéine en C-terminal du peptide et le groupement maléimide des (co)polymères en surface des NPs [4]. L’internalisation des NPs a été étudiée par cytométrie en flux et microscopie à fluorescence dans des cellules mononucléées humaines de sang périphérique (PBMC), des monocytes CD14+, des macrophages, les cellules d’hépatocarcinome (CHC) HepaRG et des cocultures associant macrophages et cellules HepaRG. 

Résultats :
L’analyse de l’internalisation des NPs produites à partir du PMLABe sur une période de 72 heures (h) indique que seule une fraction des PBMC (~40% à 72h) captent les nano-objets. L’isolement des différentes populations au sein des PBMC montre que les lymphocytes captent très faiblement les NPs alors que la majorité des monocytes CD14+ et des macrophages différenciés à partir des monocytes captent fortement sur une période de 24 h par endocytose et phagocytose sans activation d’une réaction inflammatoire (production de cytokines pro-inflammatoires) ni cytotoxicité. De façon étonnante, la captation de NPs par ces 2 types cellulaires à 48 et 72 h n’augmente pas suggérant un phénomène d’épuisement de l’internalisation. A l’inverse, les cellules HepaRG captent par endocytose de façon continue et proportionnelle au temps les NPs. L’ajout d’un groupement PEGylé réduit fortement l’internalisation par tous les types cellulaires. Dans un second temps, nous avons montré que le greffage du peptide GBVA10-9 sur les NPs produites à partir des (co)polymères Mal-PMLABe et Mal-PEG-b-PMLABe accroissait la captation des NPs par les cellules HepaRG sans affecter significativement celle par mesurée dans les macrophages. 

Conclusion :
Les NPs de PMLABe sont fortement captées par les monocytes, les macrophages et les cellules de CHC avec des cinétiques différentes. La fonctionnalisation des NPs par le peptide GBVA10-9 accroît le tropisme vers les cellules de CHC. La biodistribution de NPs dans un modèle animal de CHC déterminera si les NPs ciblent efficacement la tumeur sans s’accumuler dans les compartiments immunitaires.

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflit d’intéret

Références :
1- Casajus H, Saba S, Vlach M, Vène E, Ribault C, Tranchimand S, Nugier-Chauvin C, Dubreucq E, Loyer P, Cammas-Marion S, Lepareur N. Cell Uptake and Biocompatibility of Nanoparticles Prepared from Poly(benzyl malate) (Co)polymers Obtained through Chemical and Enzymatic Polymerization in Human HepaRG Cells and Primary Macrophages. Polymers (Basel). 2018 Nov 10;10(11):1244.

2- Brossard C, Vlach M, Vène E, Ribault C, Dorcet V, Noiret N, Loyer P, Lepareur N, Cammas-Marion S. Synthesis of Poly(Malic Acid) Derivatives End-Functionalized with Peptides and Preparation of Biocompatible Nanoparticles to Target Hepatoma Cells. Nanomaterials (Basel). 2021 Apr 9;11(4):958.

3- Vène E, Jarnouen K, Ribault C, Vlach M, Verres Y, Bourgeois M, Lepareur N, Cammas-Marion S, Loyer P. Circumsporozoite Protein of Plasmodium berghei- and George Baker Virus A-Derived Peptides Trigger Efficient Cell Internalization of Bioconjugates and Functionalized Poly(ethylene glycol)-b-poly(benzyl malate)-Based Nanoparticles in Human Hepatoma Cells. Pharmaceutics. 2022 Apr 6;14(4):804

4- Brossard C, Vlach M, Jacquet L, Vène E, Dorcet V, Loyer P, Cammas-Marion S, Lepareur N. Hepatotropic Peptides Grafted onto Maleimide-Decorated Nanoparticles: Preparation, Characterization and In Vitro Uptake by Human HepaRG Hepatoma Cells. Polymers (Basel). 2022 Jun 16;14(12):2447.