Aerosol Delivery to the Airways Using Cationic Lipid Nanocomplexes in a Perspective of Cystic Fibrosis Treatment - Université de Bretagne Occidentale Access content directly
Book Sections Year : 2019

Aerosol Delivery to the Airways Using Cationic Lipid Nanocomplexes in a Perspective of Cystic Fibrosis Treatment

Abstract

Diseases affecting the respiratory tract are numerous and many are disabling or deadly. Nucleic acids are emerging as a new tool and a new therapeutic class of compounds that could be used to address some lung diseases. However, considering the different anatomical barriers and the physicochemical behavior of nucleic acids in the blood stream, lungs are not easy to treat following a general administration. In this context, aerosol delivery is largely considered as an adapted and noninvasive approach avoiding the hepatic metabolism. This local delivery leads to a lung concentration and limits eventual side effects associated with a systemic injection. However, aerosol administration of active molecules is a real challenge due to the physical, chemical, and biological obstacles, such as respiratory movement, surfactant, or bacterial strains. Nanocomplexes have the potential to increase bioavailability and favor intracellular penetration of specific drugs into the pulmonary tissue. In this chapter, we will present our strategy to develop efficient gene carriers that, from a synthesis point of view, can be prepared on a large scale. We will discuss their use in preparing various formulations and their progressive adaptation to the airway constraints. In particular, we will focus our attention on cationic amphiphilic complexes used for aerosol gene delivery and we will present promising formulations in preclinical studies in a cystic fibrosis context.
Les maladies touchant les voies respiratoires sont nombreuses et parfois mortelles. Les acides nucléiques apparaissent comme de nouveaux outils et une nouvelle classe thérapeutique qui pourraient être utilisés vis-à-vis de certaines maladies pulmonaires. Cependant, considérant les différentes barrières anatomiques et les caractéristiques physico-chimiques des acides nucléiques placés dans le flux sanguin, les poumons ne sont pas facile à traiter par une approche systémique. Dans ce contexte, l’aérosolisation, qui est une administration non invasive, est une approche pertinente. Ainsi, cette délivrance locale peut aussi contribuer à éviter des effet secondaires associés à une délivrance systémique. Néanmoins, la délivrance par aérosol est un véritable défi du fait des obstacles physiques, chimiques et biologiques tel que le mouvement respiratoire, la présence de surfactants ou de bactéries. Les nano-complexes ont le potentiel d’augmenter la biodisponibilité et de favoriser la pénétration intracellulaire. Dans ce chapitre, nous présentons nos stratégies pour développer des transporteurs de gènes efficaces. Cela inclut la conception des nano-vecteurs et leurs évaluations. Un focus est fait sur les amphiphiles cationiques qui sont utilisés pour une administration de plasmide par aérosols. Nous montrons que certaines formulations produisent des résultats précliniques intéressants et cela dans le contexte de la mucoviscidose.
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Dates and versions

hal-02079347 , version 1 (26-03-2019)

Identifiers

Cite

Mathieu Berchel, Paul-Alain Jaffres, Tony Le Gall, Tristan Montier. Aerosol Delivery to the Airways Using Cationic Lipid Nanocomplexes in a Perspective of Cystic Fibrosis Treatment. Targeted Nanosystems for Therapeutic Applications: New Concepts, Dynamic Properties, Efficiency, and Toxicity, 1309 (Chapitre 2), Kazuo Sakurai; Marc A. Ilies, pp.35-58, 2019, ACS Symposium Series, ISBN13: 9780841233836 ; eISBN: 9780841233744. ⟨10.1021/bk-2019-1309.ch002⟩. ⟨hal-02079347⟩
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