Utilisation de nanoparticules d'oxyde de fer comme nouveau traitement potentiel pour l'athérosclérose

L'athérosclérose est une épidémie mondiale dont les facteurs de risque sont nombreux, comme le mode de vie ou les prédispositions génétiques, entre autres. Le traitement de l'athérosclérose est abordé de deux manières différentes : l'une vise l'abaissement des taux de lipoprotéines de basse densité (LDL) dans le sang pour éviter ou diminuer la genèse de plaques d'athérome, tandis que l'autre approche vise la suppression des plaques d'athérome par la chirurgie, ou encore par l'implantation de stents. Bien que ces deux approches soient peu adaptées aux patients externes ou ceux qui présentent une hypercholestérolémie, il est urgent de développer de nouveaux médicaments et technologies qui pourraient aider ces patients. À cet égard, une arme classique pour abaisser le taux de LDL du sang est la plasmaphérèse. Cependant, elle nécessite quotidiennement une hospitalisation de longue durée, ce qui diminue la qualité de vie des personnes soumises à de tels traitements. Par conséquent, ce mémoire de maitrise vise à présenter l'application de nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques (SPIONs) pour diminuer les niveaux de LDL-libre présents dans le sang. En effet, nous présentons une preuve de concept d'un nouveau traitement potentiel pour l'athérosclérose, utilisant les SPIONs fonctionnalisés ciblant le LDL. Nous avons évalué la biocompatibilité de ces SPIONs à travers des tests de cytotoxicité in vitro et d'hémocompatibilité. Notre capacité à déplacer ces SPIONs, de manière unidirectionnelle, sous l'influence d'un champ magnétique, démontre la faisabilité de les utiliser dans un système de circulation sanguine ex vivo contenant un piège magnétique afin de les récupérer une fois qu'ils ont fixé le LDL dans le sang. Par des essais ex vivo avec du plasma sanguin de lapin hypercholésteromique, nous avons trouvé que chaque interaction de SPIONs, à 0,5 mg/ml, diminue la concentration de LDL d'au moins 34%.

Abstract

Atherosclerosis is a worldwide epidemic related to several factors including lifestyle and genetic predisposition. There are two main approaches to treating atherosclerosis: one that aims lowering levels of low-density lipoprotein (LDL) in the bloodstream to avoid or decrease genesis of atheroma plaques, and the other approach aims to remove atheroma plaques through surgical techniques such as by-pass surgery or stent implantation. As these two approaches are inadapted for outpatients or those who present hypercholesterolemia, it is urgent to develop new drugs and technologies to address these situations. A conventional weapon for lowering the LDL level from bloodstream is the plasmapheresis which it requires long daily hospitalization time and therefore impacts the quality of life of patients. Therefore, this thesis aims to present the application of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) as vectors to decrease the levels of free-LDL in the bloodstream. Indeed we present the proof of concept of a potential new treatment for atherosclerosis using the functionalized SPIONs targeting LDL. We have evaluated the biocompatibility of those SPIONs through in vitro cytotoxicity and hemocompatibility tests. Our ability to move these SPIONs, uni-directionally, under a magnetic field, demonstrates the feasibility of using them in an ex-vivo blood circulation system, containing a magnetic trap to gather them once they have fastened to the LDL present in the blood. By ex vivo tests with hypercholesterolemic rabbit blood plasma, we have found that each interaction of SPIONs, at 0.5 mg/mL, decreases the concentration of LDL by at least 34%.