Décupler la solubilité des principes actifs grâce à l’encapsulation par cyclodextrine

La cyclodextrine est un oligosaccharide cyclique issu de l’amylose. Dotée d’une cavité hydrophobe et d’une surface extérieure hydrophile, cette molécule outil est une réponse pertinente à deux problématiques rencontrées dans le développement des médicaments et plus généralement des principes actifs : la solubilité et la stabilisation des molécules d’intérêt. La cyclodextrine génère des bénéfices évidents, à condition de disposer de compétences particulières dans les glycosciences pour optimiser son affinité avec le composé d’intérêt.

Explications avec deux experts CAPACITÉS : Sébastien Gouin, DR CNRS au sein du laboratoire CEISAM, et Dimitri Alvarez-Dorta, docteur en chimie organique et ingénieur R&D.

En résumé

Mots Clés :

GlycochimieCyclodextrineSYNTHÈSE DE GLYCOSIDESÉLABORATION DE GLYCOCONJUGUÉSFONCTIONNALISATIONBIOCONJUGAISON

Quel est le principal facteur à prendre en compte pour optimiser l’efficacité d’un principe actif ? Quelle solution proposent les cyclodextrines ?

S. Gouin La solubilité d’un principe actif est cruciale dans l’élaboration d’une formulation. De nombreux candidats sont trop hydrophobes pour être administrés en tant que tels dans des études in vivo. Leur inclusion dans une cyclodextrine résout ce problème en augmentant significativement leur solubilité dans l’eau. Le principe actif peut alors se diffuser dans les fluides biologiques et atteindre la cible visée.

Nous avons développé des composés à base de sucres permettant de décrocher sélectivement des souches bactériennes de type E. coli, responsables de l’inflammation de la paroi intestinale chez les personnes atteintes de la maladie de Crohn. La société Enterome développe actuellement un candidat médicament (Phase clinique IIa) à partir de ce concept. Au cours de notre collaboration, plusieurs de nos composés phares étaient très actifs, mais trop insolubles dans l’eau pour être utilisés purs. Grâce à l’encapsulation par cyclodextrine à cavité adaptée, nous avons décuplé leur solubilité aqueuse pour atteindre plusieurs dizaines de grammes par litres.

Dans quelle mesure les cyclodextrines améliorent-elles la conservation des principes actifs ?

D. Alvarez Dorta Des molécules peuvent être parfaitement solubles dans l’eau, mais se dégrader au fil du temps, ce qui nuit à l’efficacité du principe actif. En les protégeant de l’oxydation, de la lumière ou de la chaleur, l’encapsulation préserve ces molécules sensibles.

Nous avons ainsi stabilisé le principe actif d’un médicament myorelaxant, utilisé en anesthésie. Pour stabiliser la molécule, nous l’avons encapsulée avec une cyclodextrine du commerce. Les tests de dégradation ont montré une forte stabilisation du myorelaxant, soit en solution, soit en préparation lyophilisée à reconstituer. Résultat : le médicament peut désormais être stocké à température ambiante pendant deux mois sans que son efficacité en soit affectée.

L’encapsulation par cyclodextrine constitue visiblement une solution efficace pour décupler l’action de principes actifs peu solubles ou instables. Comment encapsulez-vous ces molécules ?

S. Gouin Grâce à différentes techniques analytiques, nous sélectionnons la cyclodextrine la plus adaptée au composé à encapsuler – le ligand. Nous mesurons l’affinité de la cyclodextrine pour le ligand puis nous les mélangeons dans un solvant organique pour former le complexe d’inclusion. Après encapsulation, nous mesurons le gain de solubilité obtenu. Enfin, nous formulons le complexe d’inclusion sous forme de poudre simple à manipuler.

Quel savoir-faire spécifique nécessite l’encapsulation par cyclodextrine ?

D. Alvarez Dorta La complexité réside dans l’optimisation de l’affinité de la cyclodextrine pour le ligand. Nous modifions les propriétés de la cyclodextrine par voie chimique, afin d’encapsuler correctement le ligand.

Un laboratoire souhaitait utiliser la cyclodextrine comme antidote d’un principe actif. La cyclodextrine du marché n’ayant pas une affinité suffisante avec le composé actif, nous avons réalisé une fonctionnalisation sélective de la cyclodextrine jusqu’à augmenter l’affinité de la cyclodextrine pour le composé d’un facteur 1000.

Pouvez-vous encapsuler toutes les molécules avec la cyclodextrine ?

S. Gouin Nous jouons avec la taille des cavités d’inclusion des cyclodextrines (alpha, béta ou gamma) pour encapsuler des molécules de différentes tailles. L’encapsulation peut être totale pour des petites molécules ou partielle pour les plus grandes. Le plus souvent, seule la partie la plus hydrophobe est encapsulée, ce qui est suffisant pour augmenter significativement la solubilité aqueuse.

 

Pour en savoir plus sur la synthèse de cyclodextrine et ses applications, découvrez notre expertise en glycochimie ou contactez-nous directement.

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