Investigation of the coordinated functional activities of cytochrome P450 3A4 and P-glycoprotein in limiting the absorption of xenobiotics in Caco-2 cells

The coordination of the functional activities of intestinal CYP3A4 and P-gp in limiting the absorption of xenobiotics in Caco-2 cells was investigated. Growing Caco-2 cells were exposed to increasing concentrations of doxorubicin (1-2 μM) in plastic flasks to encourage a subpopulation of cells, that displayed an intrinsically higher multidrug resistance (mdr) phenotype than the parent cells, to survive and grow. Doxorubicin-exposed (hereinafter referred to as type I cells) and nonexposed Caco-2 cells (parent cells) on collagen-coated inserts were also treated with either 0 (control) or 0.25 μM 1α,25-dihydroxyvitamin D3 to promote cellular CYP3A4 expression. Increased P-gp protein expression, as detected by Western blotting, was noted in type I cells (213±54.35%) compared to that of parent cells (100±6.05%). Furthermore, they retained significantly less [3H]vincristine sulphate (p<0.05), a P-gp substrate, after efflux (272.89±11.86 fmol/mg protein) than the parent cells (381.39±61.82 fmol/mg protein). The expression of CYP3A4 in parental cells after 1α,25-dihydroxyvitamin D3 treatment was quantified to be 76.2±7.6 pmol/mg protein and comparable with that found in human jejunal enterocytes (70.0±20.0 pmol/mg protein). Type I cells, however, expressed a very low quantity of CYP3A4 both before and after the treatment that was beyond the minimum detection limit of Western blotting. Functionally, the rates of 1-hydroxylation of midazolam by CYP3A for both cell types ranged from 257.0±20.0 to 1057.0±46.0 pmol/min/mg protein. Type I cells, although having a higher P-gp expression and activity comparatively, metabolized midazolam less extensively than the parent cells. The results suggested that there were noncoordinated functional activities of intestinal CYP3A4 and P-gp in Caco-2 cells, although they both functioned independently to minimize intestinal epithelial absorption of xenobiotics. © 2002 Wiley-Liss, Inc. and the American Pharmaceutical Association.

Interaction of peptides, peptidomimetics and other drug candidates with the DI/tripeptide transport system in intestinal epithelial cells, using the in vitro caco-2 cell culture system

An uptake system was developed using Caco-2 cell monolayers and the dipeptide, glycyl-[3H]L-proline, as a probe compound. Glycyl-[3H]L-proline uptake was via the di-/tripeptide transport system (DTS) and, exhibited concentration-, pH- and temperature-dependency. Dipeptides inhibited uptake of the probe, and the design of the system allowed competitors to be ranked against one another with respect to affinity for the transporter. The structural features required to ensure or increase interaction with the DTS were defined by studying the effect of a series of glycyl-L-proline and angiotensin-converting enzyme (ACE)-inhibitor (SQ-29852) analogues on the uptake of the probe. The SQ-29852 structure was divided into six domains (A-F) and competitors were grouped into series depending on structural variations within specific regions. Domain A was found to prefer a hydrophobic function, such as a phenyl group, and was intolerant to positive charges and H+ -acceptors and donors. SQ-29852 analogues were more tolerant of substitutions in the C domain, compared to glycyl-L-proline analogues, suggesting that interactions along the length of the SQ-29852 molecule may override the effects of substitutions in the C domain. SQ-29852 analogues showed a preference for a positive function, such as an amine group in this region, but dipeptide structures favoured an uncharged substitution. Lipophilic substituents in domain D increased affinity of SQ-29852 analogues with the DTS. A similar effect was observed for ACE-NEP inhibitor analogues. Domain E, corresponding to the carboxyl group was found to be tolerant of esterification for SQ-29852 analogues but not for dipeptides. Structural features which may increase interaction for one series of compounds, may not have the same effect for another series, indicating that the presence of multiple recognition sites on a molecule may override the deleterious effect of anyone change. Modifying current, poorly absorbed peptidomimetic structures to fit the proposed hypothetical model may improve oral bioavailability by increasing affinity for the DTS. The stereochemical preference of the transporter was explored using four series of compounds (SQ-29852, lysylproline, alanylproline and alanylalanine enantiomers). The L, L stereochemistry was the preferred conformation for all four series, agreeing with previous studies. However, D, D enantiomers were shown in some cases to be substrates for the DTS, although exhibiting a lower affinity than their L, L counterparts. All the ACE-inhibitors and β-lactam antibiotics investigated, produced a degree of inhibition of the probe, and thus show some affinity for the DTS. This contrasts with previous reports that found several ACE inhibitors to be absorbed via a passive process, thus suggesting that compounds are capable of binding to the transporter site and inhibiting the probe without being translocated into the cell. This was also shown to be the case for oligodeoxynucleotide conjugated to a lipophilic group (vitamin E), and highlights the possibility that other orally administered drug candidates may exert non-specific effects on the DTS and possibly have a nutritional impact. Molecular modelling of selected ACE-NEP inhibitors revealed that the three carbonyl functions can be oriented in a similar direction, and this conformation was found to exist in a local energy-minimised state, indicating that the carbonyls may possibly be involved in hydrogen-bond formation with the binding site of the DTS.

Uptake and transport of orally-deliverable drugs across caco-2 cell monolayers:the effect of lipid formulations

The aim of this thesis is to investigate the physicochemical parameters which can influence drug loading within liposomes and to characterise the effect such formulations have on drug uptake and transport across in vitro epithelial barrier models. Liposomes composed of phosphatidylcholine (PC) or distearoyl phosphatidylcholine (DSPC) and cholesterol (0, 4, 8, 16 µM) were prepared and optimised in terms of drug loading using the hand-shaking method (Bangham et al., 1965). Subsequently, liposomes composed of 16 µM PC or DSPC and cholesterol (4 µM) were used to monitor hydroxybenzoate release and transport from Iiposomes. The MIT (3[4,5-Dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) and crystal violet assays were employed to determine toxicity of the Iiposome. formulations towards the Caco-2 cell line, employed to model the epithelial barrier in vitro. Uptake and transport of mannitol, propranolol, glutamine and digoxin was measured in the presence and absence of Iiposome formulations to establish changes in absorption resulting from the presence of lipid formulations. Incorporation of the four hydroxybenzoates was shown to be influenced by a number of factors, including liposome composition and drug conformation. Methyl hydroxybenzo.ate (MP) was incorporated into the bilayer most effectively with percentage incorporation of 68% compared to 45% for butyl hydroxybenzoate (BP), despite its increased Iipophilicity. This was attributed to the decreased packing ability of BP within the hydrocarbon core of the lipid bilayer compared to MP. Release studies also suggested that the smaller MP was more strongly incorporated within the lipid bilayer with only 8% of the incorporated solute being released after 48-hours compared to 17% in the case of BP. Model transport studies were seen to reflect drug release profiles from the liposome bilayers with significantly (p < 0.01) higher amounts of BP partitioning from the liposome compared to MP, Caco-2 cell viability was maintained above 86% in the presence of all Iiposome formulations tested indicating the liposome formulations are non-toxic towards Caco-2 cells. Paracellular (apical-to-basolateral) transport of mannitol was significantly increased in the presence of DSPC, PC / DSPC:Cholesterol (16:4 µM; 1000 µg). Glutamine uptake and transport via the carrier-mediated route was Significantly (p < 0.01) increased in the presence of PC I DSPC:Cholesterol (16:0; 16:4 µM). Digoxin apical-to-basolateral transport was significantly increased (p < 0,01) in the presence of PC / DSPC:Cholesterol (16:0; 16:4 µM); thus reducing digoxin efflux via P-glycoprotein. In contrast, PC:ChoJesterol (16:0; 16:4 µM) significantly (p < 0.01) decreased propranolol uptake via the passive transcellular route. Bi-directional transport of propranolol was significantly (p < 0,01) decreased in the presence of PC/DSPC:Cholesterol (16:0; 16:4 µM). The structure of a solute is an important determinant for the incorporation and release of a solute from liposome formulations. PC, DSPC and cholesterol liposome formulations are nontoxic towards Caco-2 cell monolayers and improved uptake and transport of mannitol, glutamine. and digoxin across Caco-2 cell monolayers; thus providing a potential alternative delivery vehicle.

Interaction of quinolone antibiotics with the human intestinal CACO-2 cell model

The transport of a group of quinolone antibiotics across the human intestinal model, Caco-2 cells, was investigated. It was found that the transport of the quinolones generally correlated with the lipophilicity of the compounds, indicating the passive diffusional transcellular processes were involved. However, it was observed that the transport in both directions apical-to-basolateral and basolateral-to-apical was not equivalent, and polarised transport occurred. For all the quinolones studied except, BMS-284756-01, it was found that the basolateral-to-apical transport was significantly greater than the apical-to-basolateral transport. This finding suggested that the quinolones underwent a process of active secretion. The pKas and logPs for the quinolones were determined using potentiometric titrations. The measured logP values were compared with those determined using theoretical methods. The theoretical methods for calculating logP including the Moriguchi method correlated poorly with the measured logP values. Further investigations revealed that there may be an active transporter involved in the apical-to-basolateral transport of quinolones as well. This mechanism was sensitive to competing quinolones, but, it was unaffected by the metabolic inhibitor combination of sodium azide (15mM) with 2-deoxy-D-glucose (50mM). The basolateral-to-apical transport of quinolones was found to be sensitive to inhibition by a number of different inhibitors. The metabolic inhibitors, sodium azide (15mM) with 2-deoxy-D-glucose (50mM) and 2,4-dinitrophenol (1mM), were able to reduce the basolateral-to-apical transport of quinolones. A reduction in temperature from 37°C to 2°C caused an 80-fold decrease in the transport of gatifloxacin in both directions, however, this effect was not sufficient to abolish the greater basolateral-to-apical secretion. As with apical-to-basolateral transport, it was found that quinolones competed with gatifloxacin for basolateral-to-apical transport, both ofloxacin (100μM) and norfloxacin (100μM) significantly (P<0.003) decreased the basolateral-to-apical transport of gatifloxacin; however, ciprofloxacin (100μM and 300μM) had no effect. A number of inhibitors of various transport systems were also investigated. It was found that the anion transport inhibitor, probenecid (100 μM) had a significant inhibitory effect on the basolateral-to-apical transport of ciprofloxacin (P=0.039), while the cation transport inhibitor cimetidine (100μM and 500μM) had no effect. The organic anion exchange inhibitor 4,4'diisothiocyanostilbene-2-2' -disulphonic acid DIDS (400μM) also had a significant inhibitory effect (P=O.O 13). The PgP inhibitor and anion exchange inhibitor verapamil (400Mμ) was able to completely abolish the basolateral-to-apical secretion of gatifloxacin and bring it into line with the apical-to-basolateral flux. In conclusion, the apical-to-basolateral and basolateral-toapical transport of quinolones involved an active component. The basolateral-to-apical secretion was abolished by a verapamil (400μM), a bisubstrate for PgP and the anion transporter.

Rôles et régulation des enzymes antioxydantes paraoxonases au niveau intestinal et implication dans les maladies inflammatoires de l'intestin

Le stress oxydant joue un rôle majeur dans le développement et l’évolution des maladies inflammatoires de l’intestin. Le corps humain est doté d’une panoplie d’enzymes antioxydantes ayant pour fonction de protéger l’intégrité cellulaire. De nouvelles enzymes au fort potentiel antioxydant, les paraoxonases (PON) 1, 2 et 3, ont récemment été identifiées tout au long du tube digestif, mais leurs rôles y restent inconnus. Les cellules intestinales Caco-2/15, qui ont la capacité de se différencier et d’acquérir les caractéristiques physiologiques de l'intestin grêle, ont été utilisées dans le présent travail pour étudier la régulation des PON. Les cellules ont été traitées avec différents effecteurs physiologiques (cytokines, LPS, stress oxydant) et pharmacologiques (fibrates, thiazolidinédiones) et l’expression des leurs gènes et protéines a été évaluée. Les résultats ont mis en lumière la modulation distincte de l’expression des PON par le stress oxydant et l’inflammation. Ceci suggère que chaque PON peut jouer un rôle différent au niveau intestinal et être impliquée dans le maintien de l’homéostasie. La régulation de l’expression des PON a également été largement explorée dans un article de revue. Pour définir le rôle de PON2, celle-ci étant potentiellement la plus importante pour l’homéostasie intestinale, les cellules Caco-2/15 ont été infectées à l’aide de lentivirus contenant des ARN d’interférence, ce qui a fortement réduit l’expression de PON2. En l’absence de PON2, les cellules Caco-2/15 étaient plus susceptibles face à un stress oxydant, la réponse inflammatoire était exacerbée et la perméabilité cellulaire paraissait altérée. Toutes ces composantes sont majeures dans le développement des maladies inflammatoires de l’intestin chez l’humain. De plus, des cellules Caco-2/15 de la PON2, ce qui a renforcé la force de la défense antioxydante cellulaire. Les résultats suggèrent que les PON jouent un rôle dans le maintien de l’homéostasie intestinale et pourraient être impliquées dans l’étiologie et la pathogenèse des maladies inflammatoires de l’intestin.

Stress oxydatif, fonction mitochondriale et maladie inflammatoire de l'intestin

CONTEXTE: Bien que la dysfunction mitochondriale et le stress oxydant jouent des rôles prépondérants dans plusieurs conditions pathologiques, ils n’ont pas été étudiés de façon extensive au niveau du tube digestif qui est constamment exposé aux oxydants (provenant de l’alimentation) et à divers agents pathogènes. L’ingestion simultanée de sels ferreux et d’acide ascorbique peut causer le dommage des macromolécules par oxydation. Le ‘’Nuclear factor erythroid 2 related factor’’ (Nrf2) est un important facteur de transcription sensible au potentiel redox et qui protège contre le stress oxydant en induisant des gènes anti-oxydants et de detoxification par sa liaison à l’élément de réponse antioxydante (ARE). Les fonctions anti-oxydantes et anti-inflammatoires de Nrf2 ont été décrites dans une variété de types cellulaires et de tissus. Cependant son rôle est très peu connu au niveau du tube digestif. OBJECTIFS: Les objectifs sont d’évaluer comment la peroxydation lipidique médiée par le fer/ascorbate (FE/ASC) affecte les fonctions mitochondriales dans les cellules Caco-2/15, et de déterminer l’ampleur de l’implication de Nrf2. MÉTHODES: Le stress oxydant a été induit dans les cellules Caco2/15 en les traitant avec 0.2mm/2mm de FE/ASC. L’augmentation de l’expression de Nrf2 a été obtenue suite au prétraitement des cellules Caco2/15 avec 50 μM d’Olitpraz (OPZ), un puissant activateur. L’invalidation du gène de Nrf2 a été réalisée dans les cellules par transfection avec un vecteur lentiviral contenant un shRNA contre Nrf2. RÉSULTATS: Nos résultats montrent que le traitement des cellules Caco-2/15 avec du FE/ASC (0.2 mm/2 mm) augmente les niveaux du malondialdehyde (MDA), réduit la production d’ATP, entraîne une surcharge mitochondriale de calcium, active l’expression protéique du cytochrome C et de l’AIF (apoptotic inducing factor), réduit l’activité des complexes I, II, 2 III et IV de la chaîne respiratoire mitochondriale, augmente les niveaux de 8-OHdG, un marqueur des dommages à l’ADN mitochondrial, diminue la DNA glycosylase, et altère les expressions génique et protéique des facteurs de transcription mitochondriaux (mtTFA, mtTFB1, mtTFB2). De plus, nos observations montrent que l’induction et l’activation de Nrf2 dans les cellules Caco-2/15 résultent en: une augmentation des enzymes anti-oxydantes endogènes (catalase, glutathion peroxydase, et superoxyde dismutase), une réduction du facteur nucléaire NFκβ et de TNF-α, une augmentation de la production d’ ATP et de l’activité des complexes respiratoires (I, II, III, IV) et de PGC-1α, et une régulation des niveaux de la prohibitine mitochondriale, du Bcl-2 anti-apoptotique et de l’occludine. CONCLUSION: Dans l’ensemble, nos résultats montrent que l’exposition aigüe des cellules Caco-2/15 à la peroxydation par le FE/ASC entraîne des effets pathologiques sur les fonctions mitochondriales et l’intégrité de l’ADN, qui sont abolis par l’induction de Nrf2. Il en ressort que Nrf2 joue un rôle majeur dans la protection de l’épithélium intestinal contre le stress oxydant.

Rôle et régulation de la protéine kinase AMPK au niveau intestinal

réalisé en cotutelle avec l'Université Claude Bernard Lyon 1

Les bactéries exprimant AIDA-I interagissent avec l'apolipoprotéine A-I cellulaire

AIDA-I (adhesin involved in diffuse adherence) est une importante adhésine autotransporteur exprimée par certaines souches de Escherichia. coli impliquée dans la colonisation des porcelets sevrés causant la diarrhée post-sevrage et la maladie de l’œdème. Une précédente étude de notre laboratoire a identifié l’apolipoprotéine AI (ApoAI) du sérum porcin, la protéine structurale des lipoprotéines à haute densité, comme récepteur cellulaire putatif de AIDA-I. L’interaction entre ces deux protéines doit être caractérisée. Ici, nous montrons par ELISA que AIDA-I purifiée est capable d’interagir avec l’ApoAI humaine, mais également avec les apolipoprotéines B et E2. L’ApoAI est rencontrée sous deux formes, soit libre ou associée aux lipides. Nous montrons que la forme libre n’interagit pas avec les bactéries AIDA-I+ mais s’associe spécifiquement à l’ApoAI membranaire de cellules épithéliales HEp-2. Afin d’étudier le rôle de l’ApoAI dans l’adhésion des bactéries, nous avons infecté des cellules HEp-2 en présence d’anticorps dirigés contre l’ApoAI, mais l’adhésion des bactéries AIDA I+ n’a jamais été réduite. De plus, l’induction de l’expression de l’ApoAI par fénofibrate et GW7647 chez les cellules Caco 2 polarisée et Hep G2, n’a pas permis l’augmentation de l’adhésion cellulaire des E. coli exprimant AIDA-I. Notre étude suggère davantage que l’interaction entre AIDA-I et ApoAI n’intervient pas dans les mécanismes d’adhésion cellulaire.

Intestin et défauts métaboliques dans la résistance à l'insuline

En lien avec l’augmentation constante de l’obésité, de plus en plus de personnes sont atteintes de résistance à l’insuline ou de diabète de type 2. Ce projet doctoral s’est surtout intéressé à l’une des conséquences majeures des pathologies cardiométaboliques, soit la dyslipidémie diabétique. À cet égard, les gens présentant une résistance à l’insuline ou un diabète de type 2 sont plus à risque de développer des perturbations lipidiques caractérisées essentiellement par des taux élevés de triglycérides et de LDL-cholestérol ainsi que de concentrations restreintes en HDL-cholestérol dans la circulation. Les risques de maladies cardiovasculaires sont ainsi plus élevés chez ces patients. Classiquement, trois organes sont connus pour développer l’insulino-résistance : le muscle, le tissu adipeux et le foie. Néanmoins, certaines évidences scientifiques commencent également à pointer du doigt l’intestin, un organe critique dans la régulation du métabolisme des lipides postprandiaux, et qui pourrait, conséquemment, avoir un impact important dans l’apparition de la dyslipidémie diabétique. De façon très intéressante, des peptides produits par l’intestin, notamment le GLP-1 (glucagon-like peptide-1), ont déjà démontré leur potentiel thérapeutique quant à l’amélioration du statut diabétique et leur rôle dans le métabolisme intestinal lipoprotéinique. Une autre évidence est apportée par la chirurgie bariatrique qui a un effet positif, durable et radical sur la perte pondérale, le contrôle métabolique et la réduction des comorbidités du diabète de type 2, suite à la dérivation bilio-intestinale. Les objectifs centraux du présent programme scientifique consistent donc à déterminer le rôle de l’intestin dans (i) l’homéostasie lipidique/lipoprotéinique en réponse à des concentrations élevées de glucose (à l’instar du diabète) et à des peptides gastro-intestinaux tels que le PYY (peptide YY); (ii) la coordination du métabolisme en disposant de l’AMPK (AMP-activated protein kinase) comme senseur incontournable permettant l’ajustement précis des besoins et disponibilités énergétiques cellulaires; et (iii) l’ajustement de sa capacité d’absorption des graisses alimentaires en fonction du gain ou de la perte de sa sensibilité à l’insuline démontrée dans les spécimens intestinaux humains prélevés durant la chirurgie bariatrique. Dans le but de confirmer le rôle de l’intestin dans la dyslipidémie diabétique, nous avons tout d’abord utilisé le modèle cellulaire intestinal Caco-2/15. Ces cellules ont permis de démontrer qu’en présence de hautes concentrations de glucose en basolatéral, telle qu’en condition diabétique, l’intestin absorbe davantage de cholestérol provenant de la lumière intestinale par l’intermédiaire du transporteur NPC1L1 (Niemann Pick C1-like 1). L’utilisation de l’ezetimibe, un inhibiteur du NPC1L1, a permis de contrecarrer cette augmentation de l’expression de NPC1L1 tout comme l’élévation de l’absorption du cholestérol, prouvant ainsi que le NPC1L1 est bel et bien responsable de cet effet. D’autre part, des travaux antérieurs avaient identifié certains indices quant à un rôle potentiel du peptide intestinal PYY au niveau du métabolisme des lipides intestinaux. Toutefois, aucune étude n’avait encore traité cet aspect systématiquement. Pour établir définitivement l’aptitude du PYY à moduler le transport et le métabolisme lipidique dans l’intestin, nous avons utilisé les cellules Caco-2/15. Notre étude a permis de constater que le PYY incubé du côté apical est capable de réduire significativement l’absorption du cholestérol et le transporteur NPC1L1. Puisque le rôle de l'AMPK dans l'intestin demeure inexploré, il est important non seulement de définir sa structure moléculaire, sa régulation et sa fonction dans le métabolisme des lipides, mais aussi d'examiner l'impact de l’insulino-résistance et du diabète de type 2 (DT2) sur son statut et son mode d’action gastro-intestinal. En employant les cellules Caco-2/15, nous avons été capables de montrer (i) la présence de toutes les sous-unités AMPK (α1/α2/β1/β2/γ1/γ2/γ3) avec une différence marquée dans leur abondance et une prédominance de l’AMPKα1 et la prévalence de l’hétérotrimère α1/β2/γ1; (ii) l’activation de l’AMPK par la metformine et l’AICAR, résultant ainsi en une phosphorylation accrue de l’enzyme acétylCoA carboxylase (ACC) et sans influence sur l'HMG-CoA réductase; (iii) la modulation négative de l’AMPK par le composé C et des concentrations de glucose élevées avec des répercussions sur la phosphorylation de l’ACC. D’autre part, l’administration de metformine au Psammomys obesus, un modèle animal de diabète et de syndrome métabolique, a conduit à (i) une régulation positive de l’AMPK intestinale (phosphorylation de l’AMPKα-Thr172); (ii) la réduction de l'activité ACC; (iii) l’augmentation de l’expression génique et protéique de CPT1, supportant une stimulation de la β-oxydation; (iv) une tendance à la hausse de la sensibilité à l'insuline représentée par l’induction de la phosphorylation d'Akt et l’inactivation de la phosphorylation de p38; et (v) l’abaissement de la formation des chylomicrons ce qui conduit à la diminution de la dyslipidémie diabétique. Ces données suggèrent que l'AMPK remplit des fonctions clés dans les processus métaboliques de l'intestin grêle. La preuve flagrante de l’implication de l’intestin dans les événements cardiométaboliques a été obtenue par l’examen des spécimens intestinaux obtenus de sujets obèses, suite à une chirurgie bariatrique. L’exploration intestinale nous a permis de constater chez ceux avec un indice HOMA élevé (marqueur d’insulinorésistance) (i) des défauts de signalisation de l'insuline comme en témoigne la phosphorylation réduite d'Akt et la phosphorylation élevée de p38 MAPK; (ii) la présence du stress oxydatif et de marqueurs de l'inflammation; (iii) la stimulation de la lipogenèse et de la production des lipoprotéines riches en triglycérides avec l’implication des protéines clés FABP, MTP et apo B-48. En conclusion, l'intestin grêle peut être classé comme un tissu insulino-sensible et répondant à plusieurs stimuli nutritionnels et hormonaux. Son dérèglement peut être déclenché par le stress oxydatif et l'inflammation, ce qui conduit à l'amplification de la lipogenèse et la synthèse des lipoprotéines, contribuant ainsi à la dyslipidémie athérogène chez les patients atteints du syndrome métabolique et de diabète de type 2.

New grafted PLA-g-PEG polymeric nanoparticles used to improve bioavailability of oral drugs.

Les nanoparticules (NPs) de polymère ont montré des résultats prometteurs pour leur utilisation comme système de transport de médicaments pour une libération contrôlée du médicament, ainsi que pour du ciblage. La biodisponibilité des médicaments administrés oralement pourrait être limitée par un processus de sécrétion intestinale, qui pourrait par la suite être concilié par la glycoprotéine P (P-gp). La dispersion de la Famotidine (modèle de médicament) à l’intérieur des nanoparticules (NPs) pegylées a été évaluée afin d’augmenter la biodisponibilité avec du polyéthylène glycol (PEG), qui est connu comme un inhibiteur de P-gp. L’hypothèse de cette étude est que l’encapsulation de la Famotidine (un substrat de P-gp) à l’intérieur des NPs préparées à partir de PEG-g-PLA pourrait inhiber la fonction P-gp. La première partie de cette étude avait pour but de synthétiser quatre copolymères de PEG greffés sur un acide polylactide (PLA) et sur un squelette de polymère (PLA-g-PEG), avec des ratios de 1% et 5% (ratio molaire de PEG vs acide lactique monomère) de soit 750, soit 2000 Da de masse moléculaire. Ces polymères ont été employés afin de préparer des NPs chargés de Famotidine qui possède une faible perméabilité et une solubilité aqueuse relativement basse. Les NPs préparées ont été analysées pour leur principaux paramètres physicochimiques tels que la taille et la distribution de la taille, la charge de surface (Potentiel Zeta), la morphologie, l’efficacité d’encapsulation, le pourcentage résiduel en alcool polyvinylique (PVA) adsorbé à la surface des NPs, les propriétés thermiques, la structure cristalline et la libération du médicament. De même, les formules de NPs ont été testées in vitro sur des cellules CaCo-2 afin dʼévaluer la perméabilité bidirectionnelle de la Famotidine. Généralement, les NPs préparées à partir de polymères greffés PLA-g-5%PEG ont montré une augmentation de la perméabilité du médicament, ce par l’inhibition de l’efflux de P-gp de la Famotidine dans le modèle CaCo-2 in vitro. Les résultats ont montré une baisse significative de la sécrétion de la Famotidine de la membrane basolatéral à apical lorsque la Famotidine était encapsulée dans des NPs préparées à partir de greffes de 5% PEG de 750 ou 2000 Da, de même que pour d’autres combinaisons de mélanges physiques contenant du PEG5%. La deuxième partie de cette étude est à propos de ces NPs chargées qui démontrent des résultats prometteurs en termes de perméabilité et d’inhibition d’efflux de P-gp, et qui ont été choises pour développer une forme orale solide. La granulation sèche a été employée pour densifier les NPs, afin de développer des comprimés des deux formules sélectionnées de NPs. Les comprimés à base de NPs ont démontré un temps de désintégration rapide (moins d’une minute) et une libération similaire à la Famotidine trouvée sur le marché. Les résultats de l’étude du transport de comprimés à base de NPs étaient cohérents avec les résultats des formules de NPs en termes d’inhibition de P-gp, ce qui explique pourquoi le processus de fabrication du comprimé n’a pas eu d’effet sur les NPs. Mis ensemble, ces résultats montrent que l’encapsulation dans une NP de polymère pegylé pourrait être une stratégie prometteuse pour l’amélioration de la biodisponibilité des substrats de P-gp.