Soutenance de thèse de Albert NGALLE LOTH

Le développement de systèmes de délivrance, comme les nanoparticules lipidiques (LNP) pour les vaccins contre le COVID-19, a été un facteur clés dans l’évolution des thérapies à base d’ARNm qui depuis connaissent un succès international. Cependant, plusieurs aspects cruciaux tels que, le stockage, l’efficacité de transfection, l’échappement endosomal, ou la biocompatibilité des formulations, représentent encore des défis majeurs à relever pour améliorer ces thérapies. Dans ce cadre, les objectifs de cette thèse ont été d’optimiser et de caractériser des LNP et liposomes pour la délivrance d’ARNm. Dans une première étude trois formulations de LNP (DSPC/chol*, DOPE/chol* et DOPE/βS*) ont été comparées. L’objectif était d’identifier la meilleure formulation pour la délivrance d’un ARNm thérapeutique conçu pour la vaccination. Nos résultats montrent que celles formulées avec le DOPE induisent une meilleure expression des gènes rapporteurs in cellulo et in vivo. Cette première étude démontre l’intérêt du choix des lipides auxiliaires pour la transfection des cellules dendritiques et l’administration d’ARNm par voie intramusculaire pour la vaccination. Dans une seconde étude, nous avons optimisé le protocole de préparation d’un liposome cationique (désigné Lip100) conçu pour délivrer de l’ARN et déjà développé au laboratoire. Nous avons ajouté une étape de lyophilisation permettant de stocker de manière stable les liposomes 15 mois à -20°C sans perte d’efficacité de transfection, puis une étape d’extrusion pour obtenir une solution monodisperse de liposome de 150 nm (désignée LYX). Les performances biologiques des lipoplexes (LYX/ARNm) ont été évaluées et leurs structures analysées par SAXS et cryoTEM. Le LYX transfecte efficacement diverses lignées cellulaires et cellules primaires, pour la délivrance d'ARNm codant des protéines rapportrices et des facteurs ostéoinducteurs (BMPs), dans le cadre d’une application en régénération osseuse. Toutefois, avec une efficacité inférieure à celle d’un vecteur commercial (Lipofectamine MessengerMAX™). Une analyse des mécanismes de transfection des deux vecteurs démontre une internalisation plus lente et un échappement endosomal moins efficace du LYX par rapport à la Lipofectamine. Néanmoins, nous avons démontré une meilleure efficacité du LYX incorporé dans un hydrogel pour délivrer de l’ARNm in vitro et in vivo. Cette étude démontre que le LYX est un vecteur prometteur pour la délivrance d’ARNm. En conclusion, nos travaux nous ont permis d’optimiser deux systèmes de délivrance (LNP et liposomes) et d’approfondir nos connaissances des mécanismes de transfection, contribuant ainsi à l’amélioration des thérapies à base d’ARNm. * DSPC : 1,2-Distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine DOPE : 1,2-Dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine Chol : Cholestérol βS : β-sitostérol.