WO2012080986A1 - Procede de preparation de nanoparticules de deux polyamino acides de charge opposee, dont l ' un des deux est en exces de charge - Google Patents

Procede de preparation de nanoparticules de deux polyamino acides de charge opposee, dont l ' un des deux est en exces de charge Download PDF

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anionic
cationic
nanoparticles
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Alexandre Drogoz
Alain Constancis
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Definitions

  • the invention relates to a novel process for preparing nanoparticles from the specific mixture of two polyelectrolytes of opposite polarity, optionally combined with an active ingredient.
  • the active formulations must meet a number of tolerance criteria, be sufficiently concentrated in active ingredients, while having a low viscosity to allow easy injection through a small diameter needle, for example a 27 gauge needle. at 31 G.
  • microparticles capable of releasing the active ingredient over a prolonged period, are more particularly formed from mixing, under specific conditions, two polyelectrolyte polymers (PE1) and (PE2) of opposite polarity, at least one carrying hydrophobic groups. This mixture leads to microparticles of size between 1 and 100 ⁇ .
  • microparticle formulations are unsuitable for intravenous administration and may, in the context of subcutaneous administration, cause problems of intolerance.
  • the present invention aims precisely to propose a novel process for obtaining such suspensions of nanoparticles.
  • the present invention relates, according to a first aspect, to a method for preparing nanoparticles with an average diameter of less than or equal to 500 nm, comprising at least the steps of:
  • anionic and cationic polyelectrolytes having a linear polyamino acid backbone, free from polyalkylene glycol side groups, and having a degree of polymerization of less than or equal to 2,000;
  • the molar ratio Z of the number of cationic groups relative to the number of anionic groups of the mixture of the two polyelectrolytes being between 0.1 and 0.75 or between 1.3 and 2;
  • the total mass concentration C of polyelectrolytes being strictly less than 2 mg / g of said mixture.
  • the method of the invention subsequently comprises, in step (3), one or more concentration steps (4), in particular by tangential or frontal ultrafiltration, centrifugation, evaporation or lyophilization.
  • step (1) consists of preparing an aqueous solution of nanoparticles of an anionic polyelectrolyte.
  • Step (2) then consists in adding the cationic polyelectrolyte, especially in the form of an aqueous solution, to the solution of the first polyelectrolyte preferably placed under moderate agitation.
  • step (1) consists of preparing an aqueous solution of nanoparticles of a cationic polyelectrolyte.
  • Step (2) then consists in adding the anionic polyelectrolyte, especially in the form of an aqueous solution, to the solution of the first polyelectrolyte preferably placed under moderate agitation.
  • the method of the invention is particularly advantageous, with regard to the specificities of its step (2), to prevent the formation of particles not in accordance with the invention, that is to say of average diameter strictly greater than 500 nm.
  • the nanoparticles of the aqueous solution of step (1) are non-covalently associated with an active ingredient.
  • Such an aqueous solution of active nanoparticles is obtained by adding the active agent to an aqueous colloidal solution of the first polyelectrolyte, said active associating non-covalently with the nanoparticles of the first polyelectrolyte.
  • nanoparticle formulations obtained at the end of the process of the invention prove to be advantageous for several reasons.
  • the nanoscale size of the particles obtained by the method of the invention is particularly well suited to administering the active formulation intravenously or subcutaneously.
  • the present invention thus proves particularly advantageous with regard to the parenteral administration of active agents used for the treatment of cancers.
  • the polyelectrolytes used in the process of the invention are biocompatible. They are perfectly tolerated and degrade rapidly, that is to say on a time scale of a few days to a few weeks.
  • nanoparticles obtained by the process of the invention, associated with active agents are particularly advantageous for carrying active agents, in particular proteinaceous, peptide active ingredients, and / or for solubilizing low molecular weight actives.
  • these nanoparticles are advantageously capable of releasing the asset over an extended period of time.
  • the active-charged nanoparticles obtained according to the process of the invention advantageously have a high density. Such a density makes it possible to slow the release by steric barrier effect (matrix effect), an additional effect on the non-covalent association of the active substance with the nanoparticles of polyelectrolytes. Furthermore, a suspension of nanoparticles according to the invention advantageously has excellent stability.
  • the mixture obtained at the end of the process of the invention may subsequently undergo one or more concentration steps, in particular by tangential or frontal ultrafiltration, centrifugation, evaporation or lyophilization, without impairing the physicochemical properties of the suspension, in particular in terms of viscosity, particle size, colloidal or chemical stability. It is thus possible according to the invention to access a stable suspension of nanoparticles, fluid and sufficiently concentrated.
  • suspension of nanoparticles according to the invention can be formed extemporaneously at the time of administration by simple mixing of two liquid suspensions prepared as described above.
  • these suspensions of nanoparticles can easily be stored, allowing to consider a production cost limited to the industrial scale.
  • the active ingredient is used in an aqueous process that does not require excessive temperature, high shear, surfactant or organic solvent, which advantageously makes it possible to avoid any potential degradation of the active ingredient.
  • active agents such as peptides and proteins, which can potentially be degraded when they are subjected to the abovementioned conditions.
  • the process of the invention involves the mixing of at least two polyelectrolytes of opposite polarity, that is to say, at least one anionic polyelectrolyte and at least one cationic polyelectrolyte.
  • polyelectrolyte in the sense of the present invention, a polymer bearing groups capable of ionizing in water, in particular at pH ranging from 5 to 8, which creates a charge on the polymer. So, in solution in a polar solvent like water, a polyelectrolyte dissociates, showing charges on its skeleton and counter-ions in solution.
  • the carboxylic acid and amine functions of the polyelectrolyte are respectively in the forms -COOH or -COO " and NH 2 or NH 3 + as a function of the pH of the solution, the neutrality being ensured by the counter-cations. and counter-anions present in solution.
  • the compound is likely to be present in a salified form.
  • the countercations may in particular be monovalent metal cations, preferably sodium or potassium ions.
  • the counteranions may in particular be chloride, acetate or ammonium ions.
  • the polyelectrolytes according to the invention may comprise a set of identical or different electrolyte groups.
  • polyelectrolytes are described throughout the remainder of the description as they occur at the mixing pH value of the anionic and cationic polyelectrolytes in step (2) of the process of the invention.
  • the qualification of a "cationic” or “anionic” group is for example considered with regard to the charge borne by this group to this value of the mixing pH of the anionic and cationic polyelectrolytes.
  • the polarity of a polyelectrolyte is defined with respect to the overall load carried by this polyelectrolyte to this pH value.
  • anionic polyelectrolyte means a polyelectrolyte having a negative overall charge at the pH value of the mixture of the two polyelectrolytes.
  • cationic polyelectrolyte means a polyelectrolyte having a positive overall charge at the pH value of the mixture of the two polyelectrolytes.
  • the value of the mixing pH of the anionic and cationic polyelectrolytes leading to the formation of the nanoparticles ranges from 5 to 8, preferably from 6 to 7.5.
  • the aqueous solution (1) has a pH value ranging from 5 to 8, in particular from 6 to 7.5 and more particularly of approximately 7.
  • step (2) of the method of the invention comprises at least:
  • the first polyelectrolyte carries hydrophobic side groups.
  • This polyelectrolyte is particularly capable of spontaneously forming, when it is dispersed in an aqueous medium of pH ranging from 5 to 8, in particular water, nanoparticles.
  • Each nanoparticle is thus constituted by one or more chains of polyelectrolytes more or less condensed around these hydrophobic domains.
  • the nanoparticles formed by the first polyelectrolyte, bearing hydrophobic side groups have a mean diameter ranging from 10 to 100 nm, in particular from 10 to 70 nm, and more particularly ranging from 10 to 50 nm.
  • the second polyelectrolyte of step (2) of the process of the invention also carries hydrophobic groups. It may also be capable of forming, when it is dispersed in an aqueous medium of pH ranging from 5 to 8, in particular water, nanoparticles. Linear polyamino acid skeleton
  • the polyelectrolytes considered according to the invention have a linear polyamino acid backbone, that is to say comprising amino acid residues.
  • the polyelectrolytes according to the invention are biodegradable.
  • polyamino acid covers both natural polyamino acids and synthetic polyamino acids.
  • the polyamino acids are linear polymers, advantageously composed of alpha-amino acids bound by peptide bonds.
  • the polyamino acid chain consists of a homopolymer of alpha-L-glutamate or alpha-L-glutamic acid.
  • the polyamino acid chain consists of a homopolymer of alpha-L-aspartate or of alpha-L-aspartic acid.
  • the polyamino acid chain consists of a copolymer of alpha-L-aspartate / alpha-L-glutamate, alpha-L-aspartic acid / alpha-L-glutamic acid, alpha / beta -L-aspartate or alpha / beta-L-aspartic acid.
  • the polyamino acid chain consists of a homopolymer of poly-L-lysine.
  • polyamino acids are described in particular in WO 03/104303, WO 2006/079614 and WO 2008/135563, the contents of which are incorporated by reference. These polyamino acids may also be of the type described in patent application WO 00/30618. These polymers can be obtained by methods known to those skilled in the art.
  • polymers that can be used according to the invention, for example, of poly (alpha-L-glutamic acid), poly (alpha-D-glutamic acid), poly (alpha-D, L-glutamate), poly (acid) gamma-L-glutamic) and poly (L-lysine) of variable masses are commercially available.
  • the poly (L-glutamic acid) can be further synthesized according to the route described in the patent application FR 2801 226.
  • the anionic polyelectrolyte considered according to the invention has the following formula (I) or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
  • R a represents a hydrogen atom, a linear C 2 to C 10 acyl group, a branched C 3 to C 10 acyl group, a pyroglutamate group or a hydrophobic group G as defined below;
  • R b represents a group -NHR 5 or a terminal amino acid residue bonded by nitrogen and whose carboxyl is optionally substituted by an alkylamino-NHR 5 or an alkoxy-OR 6 radical, in which:
  • R 5 represents a hydrogen atom, a linear C 1 -C 10 alkyl group, a branched C 3 -C 10 alkyl group, or a benzyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom, a linear C 1 -C 10 alkyl group, a branched C 3 -C 10 alkyl group, a benzyl group or a G group;
  • G represents a hydrophobic group chosen from: octyloxy-, dodecyloxy-, tetradecyloxy-, hexadecyloxy-, octadecyloxy-, 9-octadecenyloxy-, tocopheryl- and cholesteryl-, preferably alpha-tocopheryl-;
  • Si corresponds to the average number of ungrafted, anionic glutamate monomers at neutral pH
  • Pi is the average number of glutamate monomers carrying a hydrophobic group G
  • the linking of the monomers of said general formula (I) can be random, of monoblock or multiblock type.
  • the anionic polyelectrolyte considered according to the invention has the following formula ( ⁇ ) or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
  • G ' represents a hydrophobic group chosen from: octyl-, dodecyl-, tetradecyl-, hexadecyl-, octadecyl- and 9-octadecenyl-;
  • Pi ( ⁇ '+ Pi ") corresponds to the average number of aspartate monomers carrying a hydrophobic group G' and can be optionally zero,
  • the sequence of the monomers of said general formula ( ⁇ ) can be random, monoblock or multiblock type.
  • the cationic polyelectrolyte according to the invention has the following formula (II) or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
  • R a represents a hydrogen atom, a C 2 to C 10 linear acyl group, a C 3 to C 10 branched acyl group, a pyroglutamate group or a hydrophobic group G as defined below;
  • R b represents a group -NHR 5 or a terminal amino acid residue linked by nitrogen and whose carboxyl is optionally substituted with an alkylamino-NHR 5 radical or an alkoxy-OR 6 , in which:
  • R 5 represents a hydrogen atom, a linear C 1 -C 10 alkyl group, a branched C 3 -C 10 alkyl group, or a benzyl group;
  • R 6 represents a hydrogen atom or a linear C 1 to C 6 alkyl group
  • G represents a hydrophobic group chosen from: octyloxy-, dodecyloxy-, tetradecyloxy-, hexadecyloxy-, octadecyloxy-, 9-octadecenyloxy-, tocopheryl- and cholesteryl-, preferably alpha-tocopheryl;
  • R 2 represents a cationic group, in particular argininamide linked by the amine function
  • R 3 represents a neutral group chosen from: hydroxyethylamino-, dihydroxypropylamino-linked by the amine function;
  • P 2 corresponds to the average number of glutamate monomers carrying a hydrophobic group G
  • R 2 corresponds to the average number of monomers of glutamate carrying a cationic group R 2 .
  • T 2 corresponds to the average number of monomers of glutamate carrying a neutral group R 3 ,
  • the degree of polymerization DP 2 (s 2 + p 2 + r 2 + t 2 ) is less than or equal to
  • the linking of the monomers of said general formula (II) may be random, of monoblock or multiblock type.
  • the cationic polyelectrolyte corresponding to formula (II) is such that the overall charge of the polyelectrolyte (r 2 -s 2 ) is positive.
  • anionic and cationic polyelectrolytes used in the process of the invention is such that at least one of the two polyelectrolytes carries hydrophobic side groups G.
  • the average molar mass of the polymers is measured by means of a static light diffusion detector coupled to a size exclusion chromatography equipment.
  • the average molar mass retained is the molar mass at the peak (Mp).
  • the grafted poly (glutamic acid) sample in aqueous solution, is precipitated by addition of 0.1 N hydrochloric acid, lyophilized and then dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP) and analyzed.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • the average peak molar mass is measured by means of an 18-angle static light scattering detector (MALLS) coupled to steric exclusion chromatography equipment in N-methylpyrrolidone having 3 sequential polystyrene-co-chromatographic columns.
  • MALLS 18-angle static light scattering detector
  • divinylbenzene 5 ⁇ / 100 00 ⁇ ⁇ , 5 ⁇ / 10,000 ⁇ and 5 ⁇ / 1,000 ⁇ .
  • the mole fractions x; corresponding to each of the monomer units (grafted or not) AAi constituting the polyelectrolyte are measured by proton NMR in a suitable solvent.
  • solvent suitable for the polyelectrolyte to be analyzed and to define the analysis conditions.
  • the polymer sample is freeze-dried, dissolved in deuterated trifluoroacetic acid and then analyzed by means of a 300 MHz NMR spectrometer equipped with a probe proton 1H.
  • x p is the molar fraction of grafted monomer units with hydrophobic groups which is the average molar grafting rate of the hydrophobic group
  • x is the mole fraction of anionic monomer units
  • x c is the molar fraction of cationic monomer units.
  • This average molar mass of a pattern is the average of the molar masses of the units comprising the polyelectrolyte, each being weighted by the molar fraction of this unit.
  • the average mass ⁇ ⁇ will be given by the following formula:
  • the amount and nature of the anionic and cationic polyelectrolyte implemented in the method of the invention are such that the molar ratio, denoted Z, of the number of cationic groups relative to the number of anionic groups in the mixture of the two polyelectrolytes is between 0.1 and 0.75 or between 1.3 and 2.
  • the molar ratio Z is between 0.3 and 0.75, more particularly between 0.5 and 0.75, or between 1.3 and 1.5.
  • the molar ratio Z may be defined with regard to the quantities and the nature of the polyelectrolytes introduced during the preparation of the nanoparticles according to the method of the invention, by the following formula:
  • nii and m 2 respectively represent the mass quantities of the solutions before mixing the anionic polyelectrolyte and the cationic polyelectrolyte with respective mass concentrations of polymer (before mixing) Ci and C 2 ;
  • DPi and DP 2 respectively represent the degrees of polymerization of the anionic polyelectrolyte and of the cationic polyelectrolyte;
  • M 2 respectively represent the molar masses of the anionic polyelectrolyte and the cationic polyelectrolyte
  • - x c2 represents the molar fraction of monomers carrying cationic groups in the cationic polyelectrolyte
  • x a i and x a 2 represent respectively the molar fractions in monomers bearing anionic groups of the anionic polyelectrolyte and the cationic polyelectrolyte.
  • the quantities and the nature of the anionic and cationic polyelectrolytes used in the process of the invention are such that the total mass concentration C of polyelectrolytes is strictly less than 2 mg / g of the mixture.
  • the total mass concentration C of polyelectrolytes is between 0.5 and 1.8 mg / g, in particular between 1 and 1.5 mg / g of the mixture.
  • the total mass concentration C of polyelectrolytes according to the invention is strictly less than 2 mg / g of the aqueous solution obtained at the end of step (2) of method of the invention.
  • the total mass concentration C in polyelectrolytes can be defined by:
  • the anionic and cationic polyelectrolytes are such that:
  • ⁇ the degree of polymerization of the anionic and cationic polyelectrolytes is between 50 and 220; ⁇ the anionic polyelectrolyte door 4 to 12% molar of hydrophobic side groups distributed randomly.
  • the anionic and cationic polyelectrolytes are such that:
  • the degree of polymerization of the anionic and cationic polyelectrolytes is between 50 and 220;
  • ⁇ t 2 is zero, that is to say that the cationic polyelectrolyte is devoid of neutral groups
  • the cationic polyelectrolyte and the anionic polyelectrolyte both carry from 4 to 12 mol% of hydrophobic side groups, statistically distributed.
  • the anionic and cationic polyelectrolytes are such that:
  • the degree of polymerization of the anionic and cationic polyelectrolytes is between 50 and 220;
  • the cationic polyelectrolyte carries from 30 to 60 mol% of cationic side groups, in particular arginine.
  • the anionic and cationic polyelectrolytes are such that:
  • the degree of polymerization of the anionic and cationic polyelectrolytes is between 50 and 220;
  • the nanoparticles formed according to the invention have an average diameter of less than or equal to 500 nm.
  • the size of the nanoparticles can vary from 20 to 300 nm, in particular from 50 to 200 nm.
  • the size of the nanoparticles can be measured by quasi-elastic light scattering.
  • the size of the particles is characterized by the volume average hydrodynamic diameter, obtained according to measurement methods well known to those skilled in the art, for example using a device of the ALV CGS-3 type.
  • the measurements are carried out with polymer solutions prepared at concentrations of 1 mg / g in 0.15 M NaCl medium and left stirring for 24 h. These solutions are then filtered on 0.8-0.2 ⁇ , before analyzing them in dynamic light scattering.
  • the diffusion angle is 140.degree.
  • signal acquisition time is 10 minutes. The measurement is repeated 3 times on two solution samples. The result is the average of the 6 measurements.
  • anionic nanoparticles means nanoparticles whose overall charge at neutral pH is negative; and "cationic nanoparticles", nanoparticles whose overall charge at neutral pH is positive.
  • the method of the invention may further implement at least one active.
  • nanoparticle formulations obtained by the process of the invention can thus be used for the purpose of conveying active substances.
  • the active agent is used in the aqueous solution of step (1).
  • the active ingredient is non-covalently associated with the nanoparticles of the aqueous solution of step (1).
  • association or “associate” used to describe the relationships between one or more active ingredients and the polyelectrolyte (s), mean that the active (s) are associated with the (x) polyelectrolyte (s) through physical interactions non-covalent, in particular hydrophobic interactions, and / or electrostatic interactions and / or hydrogen bonds and / or via steric encapsulation by polyelectrolytes.
  • This active agent may be a molecule of therapeutic, cosmetic, prophylactic or imaging interest.
  • polyalkylene glycol chains preferably polyethylene glycol (PEG)
  • PEG polyethylene glycol
  • the active agent is chosen from the erythropoietin subgroup, the hemoglobin refinery, their analogues or their derivatives; oxytocin, vasopressin, adrenocorticotropic hormone, growth factor, blood factors, hemoglobin, cytochromes, prolactin albumins, luliberin (luteinizing hormone releasing hormone or LHRH) or its analogues, such as as leuprolide, goserelin, triptorelin, buserelin, nafarelin; LHRH antagonists, LHRH competitors, human growth hormones (GH), porcine or bovine hormones, growth hormone releasing hormone, insulin, somatostatin, glucagon, interleukins or their mixtures, interferons, such as interferon alpha, alpha-2b, beta, beta, or gamma; gastrin, tetragastrin, pentagastrin, urogastrone, secretin, calcitonin
  • active ingredients are polysaccharides (for example, heparin) and oligo- or polynucleotides, DNA, RNA, iRNA, antibiotics and living cells, risperidone, zuclopenthixol, fiuphenazine, perphenazine, flupentixol, haloperidol, fluspirilene, quetiapine, clozapine, amisulpride, sulpiride, ziprasidone, etc.
  • polysaccharides for example, heparin
  • oligo- or polynucleotides DNA, RNA, iRNA, antibiotics and living cells
  • risperidone zuclopenthixol
  • fiuphenazine perphenazine
  • flupentixol haloperidol
  • fluspirilene quetiapine
  • clozapine clozapine
  • amisulpride sulpiride
  • ziprasidone etc.
  • the active ingredient is selected from growth hormone, interferon alpha, calcitonin and fulvestrant.
  • the nanoparticle suspension obtained according to the process of the invention is suitable for parenteral administration, in particular intravenously.
  • it has a viscosity, measured at 20 ° C. and at a shear rate of 10 sec -1 , ranging from 1 to 500, preferably from 2 to 200 mPa.s.
  • the viscosity can be measured at 20 ° C., using conventional equipment, such as, for example, an imposed stress-type rheometer (Gemini, Bohlin) on which a cone-plane geometry (4 cm) has been installed. and 2 ° angle), following the manufacturer's instructions.
  • an imposed stress-type rheometer Gemini, Bohlin
  • the suspension of nanoparticles obtained at the end of step (2) of the process according to the invention described above is subjected to one or more concentration steps, in particular by tangential or frontal ultrafiltration. centrifugation, evaporation or lyophilization.
  • the process according to the invention may comprise a subsequent dehydration step of the suspension of the particles obtained (for example by lyophilization or atomization), in order to obtain them in the form of a dry powder.
  • the nanoparticles according to the invention are stable in freeze-dried form. Moreover, they are easily redispersible after lyophilization. Thus, the suspension of nanoparticles obtained according to the invention can be lyophilized and then reconstituted in aqueous solution, without affecting the properties of the nanoparticles obtained.
  • the method of the invention may allow the preparation of new pharmaceutical, phytosanitary, food, cosmetic or dietetic preparations prepared from the compositions according to the invention.
  • the suspension of nanoparticles obtained at the end of step (2) of the invention can thus undergo one or more subsequent processing steps, to prepare a composition in the form of a powder, a solution, a suspension, a tablet or capsule.
  • composition obtained at the end of the process of the invention may in particular be intended for the preparation of medicament.
  • Step 1 A polysuccinimide is synthesized according to a protocol analogous to that described in Polymer 1997, 38 (18), 4733-4736 using L-aspartic acid.
  • Step 2 aminolysis with stearylamine and then hydrolysis of the residual polysuccinimide groups, according to a protocol similar to that described in Langmuir 2001, 17, 7501.
  • Table 1 describes the characteristics of the anionic polyelectrolytes PA (the notation pi and Si refer to the formulas (I) and ( ⁇ ) of the description, the notations x pl , x a i, DPi are those defined in the description).
  • Polyglutamates grafted with vitamin E and arginine (PCK PC TM and PCV) The synthesis of these polymers is described in particular in the international application WO 2008/135563 of the applicant. Polyglutamates grafted with vitamin E, arginine and ethanolamine
  • PC (p 2 notations, r 2, s 2 and t 2 refer to formula (II) of the description; DP 2 notations, M 2, x p2, are x a2 and x c2 those defined previously in the description ).
  • ⁇ T 2 refers in this case to neutral grafts hydroxyethylamino
  • the anionic polyelectrolyte PA is diluted in a solution of 10 mM NaCl to obtain a solution at the concentration Ci.
  • the cationic polyelectrolyte PC is diluted in a solution of 10 mM NaCl to obtain a solution at the concentration C 2 .
  • the process then differs in the order of addition according to whether the target final mixture is in excess of anionic charge or in excess of cationic charge:
  • an average mass of anionic polyelectrolyte PA at the concentration Ci is placed in a beaker with moderate stirring and a mass m 2 cationic polyelectrolyte PC at the concentration C 2 is then added.
  • a mass m 2 of cationic polyelectrolyte PC at the concentration C 2 is placed in a beaker with moderate stirring and a mass of the anionic polyelectrolyte PA at the concentration Ci is then added.
  • the diameter of the nanoparticles obtained is measured by quasi-elastic light scattering, as described above.
  • the overall Zeta load is measured by measuring the Zeta potential at neutral pH.
  • anionic and cationic polyelectrolytes used are chosen from the polyelectrolytes described above.
  • a quantity of a solution of the anionic polyelectrolyte PA described in Example 1 is added to the concentration Ci in a solution of 10 mM NaCl to a quantity m 2 of a solution of the cationic polyelectrolyte PC described in the example 2 previously diluted to a C 2 concentration in 10 mM NaCl solution.
  • Formulation e 1.9 of Example 3 having a total polymer concentration of 1.65 mg / g is concentrated by a factor of about 8 by frontal ultrafiltration on a membrane having a cutoff of 10 kDa.
  • the final polymer concentration obtained (measured by dry extract) is 13.4 mg / g.
  • the particle size (volume mean diameter) after concentration is 332 nm and the Zeta potential is -37 mV. This example shows that it is possible to concentrate by ultrafiltration the formulation obtained without significantly altering the size and Zeta potential of the particles constituting this formulation.
  • Formulations according to the invention incorporating salmon calcitonin (sCT) as active agent,
  • the sCT is mixed at first with the anionic polyelectrolyte PA and the PA / sCT complex thus obtained is mixed in a second step with the cationic polyelectrolyte PC.
  • the anionic polyelectrolyte PA is diluted in a 10 mM phosphate buffer solution and mixed with a solution containing 10 mg / g of sCT (Polypeptide Laboratories AB) so as to obtain a PA / sCT mixture having a Ci concentration in polyelectrolyte.
  • anionic PA and a concentration C p1 of protein sCT The mixture is stirred for 1 h at room temperature with gentle stirring.
  • the final mixture has a total polymer concentration C and a protein concentration C p .
  • the concentration of non-polyelectrolyte-associated active material is determined after separation by ultracentrifugation on ultrafilters with a cut-off of 30 kDa and by HPLC filtrate determination. It is in all cases strictly less than 5%.
  • Formulations according to the invention incorporating salmon calcitonin (sCT) as active agent,
  • the sCT is mixed at first with the anionic polyelectrolyte PA and the PA / sCT complex thus obtained is mixed in a second step with the cationic polyelectrolyte PC.
  • the anionic polyelectrolyte PA is diluted in a solution of 10 mM NaCl and mixed with a solution containing 10 mg / g of sCT (Polypeptide Laboratories AB) so as to obtain a PA / sCT mixture having a concentration C1 in anionic polyelectrolyte PA and a C p concentration of sCT protein.
  • the mixture is stirred for 1 h at room temperature with gentle stirring.
  • a mass m 2 of PC cationic polyelectrolyte previously diluted at the concentration C 2 in a solution of 10 mM NaCl is added.
  • the final mixture has a total polymer concentration C and a protein concentration C p .
  • the non-polyelectrolyte concentration of the active substance is determined after separation by ultracentrifugation on ultrafilters with a cut-off of 30 kDa and by HPLC filtrate determination. It is in all cases strictly less than 5%.
  • the characteristics of the anionic and cationic polyelectrolytes used for this example are described in Examples 1 and 2.
  • the IFNa is mixed initially with the anionic polyelectrolyte PA and the PA / IFNa complex thus obtained is mixed in a second step with the cationic polyelectrolyte PC. More precisely :
  • the anionic polyelectrolyte PA is diluted in 10 mM NaCl solution. Then a solution containing 2.3 mg / g of IFNa (Biosidus) is added so as to have a PA / IFNa mixture having a concentration C1 of anionic polyelectrolyte PA and a concentration C p1 of IFNa protein. The mixture is kept under moderate stirring for 14 hours at room temperature.
  • the final mixture has a total polymer concentration C and a protein concentration C p .
  • the characteristics of the anionic and cationic polyelectrolytes used for this example are described in Examples 1 and 2.
  • Formulations according to the invention incorporating as active fulvestrant.
  • Fulvestrant is mixed firstly with the anionic polyelectrolyte AP 5 and the complex PAs / fulvestrant thus obtained is mixed in a second step with the cationic polyelectrolyte PCi.
  • the anionic polyelectrolyte PA 5 is diluted in 10 mM NaCl solution and mixed with powdered fulvestrant (ScimoPharm Taiwan) so as to obtain a PAs / fulvestrant mixture having a concentration Ci anionic polyelectrolyte PA 5 and a concentration C p active ingredient.
  • the mixture is stirred for 24 h at 30 ° C. with gentle stirring.
  • the final mixture has a total polymer concentration C and a concentration C p active ingredient.

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Abstract

La présente invention concerne un nouveau procédé de préparation de nanoparticules de diamètre inférieur ou égal à 500 nm, comprenant la mise en présence d'une solution (1) comprenant des nanoparticules d'un premier polyélectrolyte à l'état chargé, porteur de groupements latéraux hydrophobes, avec (2) au moins un second polyélectrolyte de polarité opposée à celle du premier polyélectrolyte, caractérisé en ce que le rapport Z du nombre de groupements cationiques par rapport au nombre de groupements anioniques dans le mélange des deux polyélectrolytes est compris entre 0,1 et 0,75 ou entre 1,3 et 2; et la concentration massique totale C en polyélectrolytes est strictement inférieure à 2 mg/g du mélange.

Description

PROCEDE DE PREPARATION DE NANOPARTICULES DE DEUX POLYA INO ACIDES DE
CHARGE OPPOSEE, DONT L'UN DES DEUX EST EN EXCES DE CHARGE
L'invention concerne un nouveau procédé de préparation de nanoparticules, à partir du mélange spécifique de deux polyélectrolytes de polarité opposée, le cas échéant combinées à un actif.
Les formulations d'actif doivent répondre à un certain nombre de critères de tolérance, être suffisamment concentrées en actif, tout en possédant une faible viscosité pour permettre une injection aisée au travers d'une aiguille de faible diamètre, par exemple une aiguille de gauge 27 à 31 G.
Dans ce domaine, la société déposante est parvenue à mettre au point, comme présenté dans le document WO 2008/135561, des suspensions stables et de faible viscosité, constituées de microparticules chargées en principe actif. Ces microparticules, aptes à libérer le principe actif sur une durée prolongée, sont plus particulièrement formées à partir du mélange, dans des conditions spécifiques, de deux polymères polyélectrolytes (PE1) et (PE2) de polarité opposée, l'un au moins étant porteur de groupements hydrophobes. Ce mélange conduit à des microparticules de taille comprise entre 1 et 100 μιη.
Toutefois, les formulations de microparticules ne conviennent pas à une administration intraveineuse et peuvent, dans le cadre d'une administration par voie sous- cutanée, poser des problèmes d'intolérance.
Par conséquent, dans la perspective d'une administration de principes actifs par voie parentérale, notamment intraveineuse ou sous-cutanée, il serait préférable de disposer de suspensions de particules de taille encore plus réduite et notamment, à l'échelle nanométrique.
Il demeure donc un besoin d'un procédé de préparation de suspensions stables de nanoparticules d'actif, particulièrement adaptées à une administration par voie parentérale, notamment intraveineuse.
La présente invention vise précisément à proposer un nouveau procédé permettant d'obtenir de telles suspensions de nanoparticules.
Contre toute attente, les inventeurs ont découvert qu'il est possible d'obtenir des formulations fluides de nanoparticules, le cas échéant chargées en actif, à partir d'un mélange particulier de polyélectrolytes spécifiques. Plus précisément, la présente invention concerne, selon un premier de ses aspects, un procédé de préparation de nanoparticules de diamètre moyen inférieur ou égal à 500 nm, comprenant au moins les étapes consistant à :
(1) disposer d'une solution aqueuse comprenant des nanoparticules d'un premier polyélectrolyte à l'état chargé et porteur de groupements latéraux hydrophobes ;
(2) mettre en présence ladite solution (1) avec au moins un second polyélectrolyte de polarité opposée à celle du premier polyélectrolyte, avec le polyélectrolyte cationique étant ajouté à une solution de polyélectrolyte anionique pour former un mélange à excès de charge anionique ; ou le polyélectrolyte anionique étant ajouté à une solution de polyélectrolyte cationique pour former un mélange à excès de charge cationique ; et
(3) disposer des nanoparticules ainsi formées ;
avec :
- lesdits polyélectrolytes anionique et cationique possédant un squelette linéaire polyaminoacide, dépourvu de groupements latéraux polyalkylène glycol, et présentant un degré de polymérisation inférieur ou égal à 2.000 ;
- le rapport molaire Z du nombre de groupements cationiques par rapport au nombre de groupements anioniques du mélange des deux polyélectrolytes étant compris entre 0,1 et 0,75 ou entre 1,3 et 2 ; et
- la concentration massique totale C en polyélectrolytes étant strictement inférieure à 2 mg/g dudit mélange.
Selon un mode de réalisation particulier, le procédé de l'invention comprend ultérieurement à l'étape (3), une ou plusieurs étapes (4) de concentration, notamment par ultrafïltration tangentielle ou frontale, centrifugation, évaporation ou lyophilisation.
Selon une variante de réalisation du procédé de l'invention, dans le cas où Z est compris entre 0,1 et 0,75, autrement dit lorsque le mélange final des polyélectrolytes est en excès de charge anionique, l'étape (1) consiste à préparer une solution aqueuse de nanoparticules d'un polyélectrolyte anionique. L'étape (2) consiste alors à ajouter le polyélectrolyte cationique, notamment sous la forme d'une solution aqueuse, à la solution du premier polyélectrolyte placée préférentiellement sous agitation modérée.
Inversement, dans le cas où Z est compris entre 1,3 et 2, autrement dit lorsque le mélange final des polyélectrolytes est en excès de charge cationique, l'étape (1) consiste à préparer une solution aqueuse de nanoparticules d'un polyélectrolyte cationique. L'étape (2) consiste alors à ajouter le polyélectrolyte anionique, notamment sous la forme d'une solution aqueuse, à la solution du premier polyélectrolyte placée préférentiellement sous agitation modérée.
Le procédé de l'invention est particulièrement avantageux, au regard des spécificités de son étape (2), pour prévenir la formation de particules non conformes à l'invention, c'est-à-dire de diamètre moyen strictement supérieur à 500 nm.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les nanoparticules de la solution aqueuse de l'étape (1) sont associées de manière non covalente à un actif.
Une telle solution aqueuse de nanoparticules d'actif est obtenue par ajout de l'actif à une solution colloïdale aqueuse du premier polyélectrolyte, ledit actif s'associant de manière non covalente aux nanoparticules du premier polyélectrolyte.
Les formulations de nanoparticules obtenues à l'issue du procédé de l'invention s'avèrent avantageuses à plusieurs titres.
Tout d'abord, la taille nanométrique des particules obtenues par le procédé de l'invention est particulièrement bien adaptée à une administration de la formulation d'actifs par voie intraveineuse ou sous-cutanée. La présente invention s'avère ainsi particulièrement avantageuse au regard de l'administration par voie parentérale d'actifs utilisés pour le traitement des cancers.
Par ailleurs, les polyélectrolytes mis en œuvre dans le procédé de l'invention sont biocompatibles. Ils sont parfaitement tolérés et se dégradent rapidement, c'est-à-dire sur une échelle de temps de quelques jours à quelques semaines.
Les nanoparticules obtenues par le procédé de l'invention, associées à des actifs, s'avèrent particulièrement avantageuses pour véhiculer des actifs, en particulier des actifs protéiniques, peptidiques, et/ou solubiliser des actifs de faible masse moléculaire.
En particulier, ces nanoparticules sont avantageusement aptes à libérer l'actif sur une durée prolongée.
Les nanoparticules chargées en actif obtenues selon le procédé de l'invention présentent, de manière avantageuse, une densité élevée. Une telle densité permet de ralentir la libération par effet de barrière stérique (effet matrice), effet additionnel à l'association non covalente de l'actif aux nanoparticules de polyélectrolytes. Par ailleurs, une suspension de nanoparticules selon l'invention présente avantageusement une excellente stabilité. Le mélange obtenu à l'issue du procédé de l'invention peut subir ultérieurement une ou plusieurs étapes de concentration, notamment par ultrafïltration tangentielle ou frontale, centrifugation, évaporation ou lyophilisation, sans nuire aux propriétés physicochimiques de la suspension, en particulier en termes de viscosité, taille des particules, stabilité colloïdale ou chimique. Il est ainsi possible selon l'invention d'accéder à une suspension stable de nanoparticules, fluide et suffisamment concentrée.
Par ailleurs, la suspension de nanoparticules selon l'invention peut être formée extemporanément au moment de l'administration par simple mélange de deux suspensions liquides préparées comme décrit ci-dessus. Ainsi, ces suspensions de nanoparticules peuvent facilement être stockées, permettant d'envisager un coût de production limité à l'échelle industrielle.
Enfin, l'actif est mis en œuvre dans un procédé aqueux ne nécessitant pas de température excessive, de cisaillement important, de tensioactif, ni de solvant organique, ce qui permet avantageusement d'éviter toute dégradation potentielle de l'actif. Une telle caractéristique apparaît particulièrement avantageuse au regard de certains actifs, tels que des peptides et protéines, pouvant potentiellement être dégradés lorsqu'ils sont soumis aux conditions précitées.
D'autres caractéristiques, avantages et modes d'application du procédé selon l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description qui va suivre.
Dans la suite du texte, les expressions « compris entre.. et..», « allant de.. à..» et « variant de.. à..» sont équivalentes et entendent signifier que les bornes sont incluses, sauf mention contraire.
POLYELECTROLYTES
Comme précisé précédemment, le procédé de l'invention met en œuvre le mélange d'au moins deux polyélectrolytes de polarité opposée, autrement dit, d'au moins un polyélectrolyte anionique et d'au moins un polyélectrolyte cationique.
Par « polyélectrolyte », on entend au sens de la présente invention, un polymère porteur de groupements capables de s'ioniser dans l'eau, en particulier à pH allant de 5 à 8, ce qui crée une charge sur le polymère. Ainsi, en solution dans un solvant polaire comme l'eau, un polyélectrolyte se dissocie, faisant apparaître des charges sur son squelette et des contre-ions en solution.
A titre d'exemple, les fonctions acide carboxylique et aminé du polyélectrolyte se trouvent respectivement sous les formes -COOH ou -COO" et NH2 ou NH3 + en fonction du pH de la solution, la neutralité étant assurée par les contre-cations et contre-anions présents en solution.
Dans le cas où le polyélectrolyte comporte des groupements acides, le composé est susceptible d'être présent sous une forme salifiée. Le choix des sels relève des compétences de l'homme du métier. A titre d'exemple, les contre-cations peuvent notamment être des cations métalliques monovalents, de préférence des ions sodium ou potassium. Dans le cas où le polyélectrolyte comporte des groupements aminés, les contre- anions peuvent notamment être des ions chlorure, acétate ou ammonium.
Les polyélectrolytes selon l'invention peuvent comprendre un ensemble de groupes électrolytes identiques ou différents.
Sauf indication contraire, les polyélectrolytes sont décrits, dans toute la suite de la description, tels qu'ils se présentent à la valeur de pH de mélange des polyélectrolytes anionique et cationique lors de l'étape (2) du procédé de l'invention. La qualification d'un groupement de « cationique » ou d'« anionique » est par exemple considérée au regard de la charge portée par ce groupement à cette valeur du pH de mélange des polyélectrolytes anionique et cationique. De même, la polarité d'un polyélectrolyte est définie au regard de la charge globale portée par ce polyélectrolyte à cette valeur du pH.
Plus particulièrement, on entend par « polyélectrolyte anionique », un polyélectrolyte présentant une charge globale négative à la valeur de pH de mélange des deux polyélectrolytes.
De même, on entend par « polyélectrolyte cationique », un polyélectrolyte présentant une charge globale positive à la valeur de pH de mélange des deux polyélectrolytes.
Par « charge globale » d'un polyélectrolyte, on entend la somme algébrique de toutes les charges positives et négatives portées par ce polyélectrolyte. De préférence, la valeur du pH de mélange des polyélectrolytes anionique et cationique conduisant à la formation des nanoparticules va de 5 à 8, de préférence de 6 à 7,5.
En particulier, selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la solution aqueuse (1) possède une valeur de pH allant de 5 à 8, notamment de 6 à 7,5 et plus particulièrement d'environ 7.
Selon un mode de réalisation particulier, l'étape (2) du procédé de l'invention comprend au moins :
- la préparation d'une solution aqueuse du second polyélectrolyte, en particulier de valeur de pH allant de 5 à 8, et avantageusement de valeur de pH identique à celle de la solution aqueuse (1) ; et
- le mélange de ladite solution aqueuse du second polyélectrolyte avec ladite solution aqueuse (1).
Selon un des aspects de l'invention, le premier polyélectrolyte est porteur de groupements latéraux hydrophobes. Ce polyélectrolyte est en particulier apte à former spontanément, lorsqu'il est mis en dispersion dans un milieu aqueux de pH allant de 5 à 8, notamment l'eau, des nanoparticules.
Sans vouloir être lié par la théorie, on peut avancer que l'association supramoléculaire des groupements hydrophobes pour former des domaines hydrophobes, conduit à la formation de nanoparticules. Chaque nanoparticule est ainsi constituée par une ou plusieurs chaînes de polyélectrolytes plus ou moins condensées autour de ces domaines hydrophobes.
De préférence, les nanoparticules formées par le premier polyélectrolyte, porteur de groupements latéraux hydrophobes, présentent un diamètre moyen allant de 10 à 100 nm, en particulier de 10 à 70 nm, et plus particulièrement allant de 10 à 50 nm.
Selon un autre mode de réalisation particulier, le second polyélectrolyte de l'étape (2) du procédé de l'invention est également porteur de groupements hydrophobes. Il peut également être apte à former, lorsqu'il est mis en dispersion dans un milieu aqueux de pH allant de 5 à 8, notamment l'eau, des nanoparticules. Squelette linéaire polyaminoacide
Comme évoqué précédemment, les polyélectrolytes considérés selon l'invention possèdent un squelette linéaire polyaminoacide, c'est-à-dire comprenant des résidus acide aminé.
De manière avantageuse, les polyélectrolytes selon l'invention sont biodégradables.
Au sens de l'invention, le terme « polyaminoacide » couvre aussi bien les polyaminoacides naturels que les polyaminoacides synthétiques.
Les polyaminoacides sont des polymères linéaires, composés avantageusement d'alpha-aminoacides liés par des liaisons peptidiques.
Il existe de nombreuses techniques synthétiques pour former des polymères à blocs ou statistiques, des polymères à chaînes multiples et des polymères contenant une séquence déterminée d'aminoacides (cf. Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, volume 12, page 786 ; John Wiley & Sons).
L'homme de l'art est à même de par ses connaissances de mettre en œuvre ces techniques pour accéder aux polymères convenant à l'invention. En particulier, il pourra également se référer à l'enseignement des documents WO 96/29991, WO 03/104303, WO 2006/079614, WO 2008/135563 et Kang et al. (Langmuir 2001, 17, 7501-7506).
Selon une variante de réalisation préférée, la chaîne polyaminoacide est constituée d'un homopolymère d'alpha-L-glutamate ou d'acide alpha-L-glutamique.
Selon une autre variante de réalisation, la chaîne polyaminoacide est constituée d'un homopolymère d'alpha-L-aspartate ou d'acide alpha-L-aspartique.
Selon une autre variante de réalisation, la chaîne polyaminoacide est constituée d'un copolymère d'alpha-L-aspartate/alpha-L-glutamate, d'acide alpha-L-aspartique/alpha-L- glutamique, d'alpha/béta-L-aspartate ou d'acide alpha/béta-L-aspartique.
Selon une autre variante de réalisation, la chaîne polyaminoacide est constituée d'un homopolymère de poly-L-lysine.
De tels polyaminoacides sont notamment décrits dans les documents WO 03/104303, WO 2006/079614 et WO 2008/135563 dont le contenu est incorporé par référence. Ces polyaminoacides peuvent également être du type de ceux décrits dans la demande de brevet WO 00/30618. Ces polymères peuvent être obtenus par des méthodes connues de l'homme de l'art.
Un certain nombre de polymères utilisables selon l'invention, par exemple, de type poly(acide alpha-L-glutamique), poly(acide alpha-D-glutamique), poly(alpha-D,L- glutamate), poly(acide gamma-L-glutamique) et poly(L-lysine) de masses variables sont disponibles commercialement.
Le poly(acide-L-glutamique) peut être en outre synthétisé selon la voie décrite dans la demande de brevet FR 2801 226.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le polyélectrolyte anionique considéré selon l'invention est de formule (I) suivante ou l'un de ses sels pharmaceutiquement acceptables,
Figure imgf000009_0001
dans laquelle :
- Ra représente un atome d'hydrogène, un groupe acyle linéaire en C2 à C10, un groupe acyle ramifié en C3 à C10, un groupe pyroglutamate ou un groupement hydrophobe G tel que défini ci-après ;
- Rb représente un groupe -NHR5 ou un résidu acide aminé terminal lié par l'azote et dont le carboxyle est éventuellement substitué par un radical alkylamino-NHR5 ou un alcoxy-OR6, dans lequel :
• R5 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, ou un groupe benzyle ;
• R6 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, un groupe benzyle ou un groupement G ; - G représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyloxy-, dodécyloxy-, tétradécyloxy-, hexadécyloxy-, octadécyloxy-, 9-octadécényloxy-, tocophéryl- et cholestéryl-, de préférence alpha-tocophéryl-;
• Si correspond au nombre moyen de monomères de glutamate non greffés, anioniques à pH neutre,
• pi correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement hydrophobe G,
pi pouvant être éventuellement nul,
- le degré de polymérisation DPi = (si + pi) est inférieur ou égal à 2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement allant de 40 à 450, en particulier de 40 à
250, et notamment de 40 à 150,
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (I) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le polyélectrolyte anionique de formule (I) possède une fraction molaire XPI des monomères porteurs de groupements hydrophobes telle que XPI = pi/(si+pi) varie de 2 à 22 %, en particulier de 4 à 12 %.
Selon un second mode de réalisation particulier, le polyélectrolyte anionique considéré selon l'invention est de formule (Γ) suivante ou l'un de ses sels pharmaceuti uement acceptables,
Figure imgf000010_0001
dans laquelle : - G' représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyl-, dodécyl-, tétradécyl-, hexadécyl-, octadécyl- et 9-octadécényl-;
• Si = (si ' + Si ") correspond au nombre moyen de monomères d'aspartate non greffés, anioniques à pH neutre,
• Pi = (Ρι' + Pi") correspond au nombre moyen de monomères d'aspartate porteurs d'un groupement hydrophobe G' et peut être éventuellement nul,
- le degré de polymérisation DPi = (si + pi) est inférieur ou égal à 2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement allant de 20 à 450, en particulier de 20 à 250, et notamment de 20 à 150,
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (Γ) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
Selon un second mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le polyélectrolyte anionique de formule (Γ) possède une fraction molaire XPI des monomères porteurs de groupements hydrophobes telle que XPI = pi/(si+pi) varie de 2 à 22 %, en particulier de 4 à 12 %.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le polyélectrolyte cationique selon l'invention est de formule (II) suivante ou l'un de ses sels pharmaceutiquement acceptables,
Figure imgf000011_0001
dans laquelle :
Ra représente un atome d'hydrogène, un groupe acyle linéaire en C2 à Cio, un groupe acyle ramifié en C3 à Cio, un groupe pyroglutamate ou un groupement hydrophobe G tel que défini ci-après ; Rb représente un groupe -NHR5 ou un résidu acide aminé terminal lié par l'azote et dont le carboxyle est éventuellement substitué par un radical alkylamino-NHR5 ou un alcoxy-OR6, dans lequel :
• R5 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, ou un groupe benzyle ;
• R6 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à
Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, un groupe benzyle ou un groupement G ;
- G représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyloxy-, dodécyloxy-, tétradécyloxy-, hexadécyloxy-, octadécyloxy-, 9-octadecenyloxy-, tocophéryl- et cholestéryl-, de préférence alpha-tocophéryl ;
- R2 représente un groupement cationique, en particulier l'argininamide lié par la fonction aminé ;
- R3 représente un groupement neutre choisi parmi : hydroxyéthylamino-, dihydroxypropylamino- liés par la fonction aminé ;
• s2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate non greffés, anioniques à pH neutre,
• p2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement hydrophobe G,
· r2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement cationique R2, et
• t2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement neutre R3,
s2, p2 et t2 pouvant être éventuellement nuls, et
- le degré de polymérisation DP2 = (s2 + p2 + r2 + t2) est inférieur ou égal à
2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement varie de 40 à 450, en particulier de 40 à 250, et notamment de 40 à 150 ;
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (II) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
Bien entendu, le polyélectrolyte cationique répondant à la formule (II) est tel que la charge globale du polyélectrolyte (r2-s2) est positive. Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, le polyélectrolyte cationique de formule (II) possède une fraction molaire xp2 des monomères porteurs de groupements hydrophobes telle que xp2 = p2 / (s2 + p2 + r2 + t2) varie de 2 à 22 %, en particulier de 4 à 12 %.
Bien entendu, la nature des polyélectrolytes anionique et cationique mis en œuvre dans le procédé de l'invention est telle qu'au moins l'un des deux polyélectrolytes est porteur de groupements latéraux hydrophobes G.
Détermination de la masse molaire moyenne et du degré de polymérisation des polyélectrolytes ainsi que des fractions molaires correspondant à chacun des motifs
Au sens de l'invention, la masse molaire moyenne des polymères est mesurée au moyen d'un détecteur de diffusion de lumière statique couplé à un équipement de chromatographie d'exclusion stérique. La masse molaire moyenne retenue est la masse molaire au pic (Mp).
Dans le cas des poly(acide glutamique) greffés, cette analyse est réalisée dans les conditions suivantes :
L'échantillon de poly(acide glutamique) greffé, en solution aqueuse, est précipité par ajout d'acide chlorhydrique 0,1 N, lyophilisé puis dissous dans la N-méthyl- pyrrolidone (NMP) et analysé.
La masse molaire moyenne au pic est mesurée au moyen d'un détecteur de diffusion de lumière statique 18 angles (MALLS) couplé à un équipement de chromatographie d'exclusion stérique dans la N-méthyl-pyrrolidone comportant 3 colonnes chromatographiques séquentielles polystyrène-co-divinylbenzène : 5 μητ/100 00θ Α, 5 μηι/10 000 Â et 5 μτη/1 000 Â.
Les fractions molaires x; correspondant à chacun des motifs monomères (greffés ou non) AAi constituant le polyélectrolyte sont mesurées par RMN du proton dans un solvant adapté. L'homme du métier est à même de choisir le solvant adapté au polyélectrolyte à analyser et de définir les conditions d'analyse. Dans le cas des poly(acide glutamique) greffés correspondant à la formule (I), l'échantillon de polymère est lyophilisé, dissous dans l'acide trifluoroacétique deutéré puis analysé au moyen d'un spectromètre RMN à 300 MHz équipé d'une sonde à proton 1H.
On détermine en particulier ainsi xp la fraction molaire en motifs monomères greffés par des groupements hydrophobes qui correspond au taux de greffage molaire moyen en groupement hydrophobes, xa la fraction molaire de motifs monomères anioniques et xc la fraction molaire de motifs monomères cationiques.
Le degré de polymérisation moyen DP est calculé en divisant la masse molaire moyenne d'une chaîne de polymère déterminée par chromatographie d'exclusion stérique comme décrit précédemment, par la masse molaire moyenne ΜΑΑΠΙ d'un motif monomère du polyélectrolyte : DP = Mp/MAAm
Cette masse molaire moyenne d'un motif est la moyenne des masses molaires des motifs composant le polyélectrolyte, chacune étant pondérée par la fraction molaire de ce motif. Ainsi pour un polyélectrolyte ayant n motifs monomères différents AAi chacun de masse moyenne MAAÎ et de fraction molaire x;, la masse moyenne ΜΑΑΠΙ sera donnée par la formule suivante :
MAAm = I -MAAI + 2 ·ΜΑΑ2 +· ·+ Χη·ΜΑΑη Selon un des aspects de la présente invention, les quantités et la nature des polyélectrolytes anionique et cationique mises en œuvre dans le procédé de l'invention sont telles que le rapport molaire, noté Z, du nombre de groupements cationiques par rapport au nombre de groupements anioniques dans le mélange des deux polyélectrolytes est compris 0,1 et 0,75 ou entre 1,3 et 2.
De préférence, le rapport molaire Z est compris entre 0,3 et 0,75, plus particulièrement entre 0,5 et 0,75, ou entre 1,3 et 1,5.
Le rapport molaire Z peut être défini au regard des quantités et de la nature des polyélectrolytes introduits lors de la préparation des nanoparticules selon le procédé de l'invention, par la formule suivante :
z = {xc2.m2.C2.DP2 /M2 )
(x^m^ .DP, IMx ) + {xa2.m2.C2.DP2 IM2 ) dans laquelle :
- nii et m2 représentent respectivement les quantités massiques des solutions avant mélange du polyélectrolyte anionique et du polyélectrolyte cationique de concentrations massiques respectives en polymère (avant mélange) Ci et C2 ;
- DPi et DP2 représentent respectivement les degrés de polymérisation du polyélectrolyte anionique et du polyélectrolyte cationique ;
- Mi et M2 représentent respectivement les masses molaires du polyélectrolyte anionique et du polyélectrolyte cationique ;
- xc2 représente la fraction molaire en monomères porteurs de groupements cationiques dans le polyélectrolyte cationique ;
- xai et xa2 représentent respectivement les fractions molaires en monomères porteurs de groupements anioniques du polyélectrolyte anionique et du polyélectrolyte cationique. Selon un autre aspect de la présente invention, les quantités et la nature des polyélectrolytes anionique et cationique mises en œuvre dans le procédé de l'invention sont telles que la concentration massique totale C en polyélectrolytes est strictement inférieure à 2 mg/g du mélange.
En particulier, la concentration massique totale C en polyélectrolytes est comprise entre 0,5 et 1,8 mg/g, en particulier entre 1 et 1,5 mg/g du mélange.
Dans le cadre de la mise en œuvre des polyélectrolytes en solution aqueuse, la concentration massique totale C en polyélectrolytes selon l'invention est strictement inférieure à 2 mg/g de la solution aqueuse obtenue à l'issue de l'étape (2) du procédé de l'invention.
La concentration massique totale C en polyélectrolytes peut être définie par :
C = (mi.Ci+m2.C2)/(mi+m2),
avec mi, m2, Ci et C2 tels que définis précédemment.
Selon un premier mode de réalisation, les polyélectrolytes anionique et cationique sont tels que :
■ le degré de polymérisation des polyélectrolytes anionique et cationique est compris entre 50 et 220 ; ■ le polyélectrolyte anionique porte de 4 à 12 % molaire de groupements latéraux hydrophobes, répartis de façon statistique.
Selon un deuxième mode de réalisation, les polyélectrolytes anionique et cationique sont tels que :
■ le degré de polymérisation des polyélectrolytes anionique et cationique est compris entre 50 et 220 ;
■ t2 est nul, c'est-à-dire que le polyélectrolyte cationique est dépourvu de groupements neutres ;
" le polyélectrolyte cationique et le polyélectrolyte anionique portent tous les deux de 4 à 12 % molaire de groupements latéraux hydrophobes, répartis de façon statistique.
Selon un troisième mode de réalisation, les polyélectrolytes anionique et cationique sont tels que :
■ le degré de polymérisation des polyélectrolytes anionique et cationique est compris entre 50 et 220 ;
■ le polyélectrolyte anionique porte de 4 à 12 % molaire de groupements latéraux hydrophobes, répartis de façon statistique ; et
■ le polyélectrolyte cationique porte de 30 à 60 % molaire de groupements latéraux cationiques, en particulier arginine.
Selon un quatrième mode de réalisation, les polyélectrolytes anionique et cationique sont tels que :
■ le degré de polymérisation des polyélectrolytes anionique et cationique est compris entre 50 et 220 ;
■ le polyélectrolyte anionique porte de 18 à 22 % molaire de groupements latéraux hydrophobes, répartis de façon statistique. NANOPARTICULES
Comme précisé précédemment, les nanoparticules formées selon l'invention présentent un diamètre moyen inférieur ou égal à 500 nm. De préférence, la taille des nanoparticules peut varier de 20 à 300 nm, en particulier de 50 à 200 nm.
La taille des nanoparticules peut être mesurée par diffusion quasi-élastique de la lumière.
Test de mesure de la taille des particules par diffusion quasi- élastique de la lumière
La taille des particules est caractérisée par le diamètre hydrodynamique moyen en volume, obtenu selon des méthodes de mesure bien connues de l'homme du métier, par exemple à l'aide d'un appareil de type ALV CGS-3.
De manière générale, les mesures sont réalisées avec des solutions de polymères préparées à des concentrations de 1 mg/g en milieu NaCl 0,15 M et laissées sous agitation pendant 24 h. Ces solutions sont ensuite filtrées sur 0,8-0,2 μιη, avant de les analyser en diffusion dynamique de la lumière.
Dans le cas de l'utilisation d'un appareil de type ALV CGS-3, fonctionnant avec un faisceau laser He-Ne de longueur d'onde 632,8 nm et polarisé verticalement, l'angle de diffusion est de 140° et le temps d'acquisition du signal est de 10 minutes. La mesure est répétée 3 fois sur deux échantillons de solution. Le résultat est la moyenne des 6 mesures. Au sens de l'invention, on entend par « nanoparticules anioniques », des nanoparticules dont la charge globale à pH neutre est négative ; et par « nanoparticules cationiques », des nanoparticules dont la charge globale à pH neutre est positive.
ACTIFS
Comme évoqué précédemment, le procédé de l'invention peut en outre mettre en œuvre au moins un actif.
Les formulations de nanoparticules obtenues par le procédé de l'invention peuvent ainsi être mises en œuvre à des fins de véhiculer des actifs.
Selon un mode réalisation particulièrement préféré, l'actif est mis en œuvre dans la solution aqueuse de l'étape (1). Avantageusement, l'actif s'associe de manière non covalente aux nanoparticules de la solution aqueuse de l'étape (1). Les termes « association » ou « associé » employés pour qualifier les relations entre un ou plusieurs principes actifs et le(s) polyélectrolyte(s), signifient que le ou les actifs sont associés au(x) polyélectrolyte(s) par des interactions physiques non covalentes, en particulier des interactions hydrophobes, et/ou des interactions électrostatiques et/ou des liaisons hydrogène et/ou via une encapsulation stérique par les polyélectrolytes.
Cet actif peut être une molécule d'intérêt thérapeutique, cosmétique, prophylactique ou d'imagerie.
Il est de préférence choisi dans le groupe comprenant : les protéines, les glycoprotéines, les protéines liées de façon covalente à une ou plusieurs chaînes polyalkylèneglycol [de préférence polyéthylèneglycol (PEG)], les peptides, les polysaccharides, les oligonucléotides, les polynucléotides, les substances pharmaceutiques synthétiques et leurs mélanges.
Plus préférentiellement, l'actif est choisi dans le sous-groupe des érythropoïétines, le raffîmère d'hémoglobine, leurs analogues ou leurs dérivés; l'ocytocine, la vasopressine, l'hormone adrénocorticotropique, facteur de croissance, les facteurs sanguins, l'hémoglobine, les cytochromes, les albumines prolactine, la lulibérine (hormone de libération de l'hormone lutéinisante ou LHRH) ou ses analogues, tels que leuprolide, goséréline, triptoréline, buséréline, nafaréline; les antagonistes de la LHRH, les concurrents de la LHRH, les hormones de croissance (GH) humaine, porcine ou bovine, l'hormone de libération de l'hormone de croissance, l'insuline, la somatostatine, le glucagon, les interleukines ou leurs mélanges, les interférons, tels que l'interféron alpha, alpha-2b, bêta, bêta- la, ou gamma; la gastrine, la tétragastrine, la pentagastrine, l'urogastrone, la sécrétine, la calcitonine, les enképhalines, les endomorphines, les angiotensines, le facteur de libération de la thyrotropine (TRH), le facteur de nécrose tumorale (TNF), le facteur de croissance nerveux (NGF), les facteurs de croissance tels que béclapermine, trafermine, ancestime, le facteur de croissance des kératinocytes, le facteur stimulant les colonies granulocytes (G-CSF), le facteur stimulant les colonies de macrophages granulocytaires (GM-CSF), le facteur stimulant les colonies de macrophages (M-CSF), l'héparinase, la protéine morphogénique de l'os (BMP), le hANP, le peptide ressemblant au glucagon (GLP-I), ses analogues et ses agonistes, en particulier l'exenatide, VEG-F, l'antigène recombinant de l'hépatite B (rHBsAg), la rénine, les cytokines, la bradykinine, les bacitracines, les polymixines, les colistines, la tyrocidine, les gramicidines, l'étanercept, l'imiglucérase, la drotrécogine alpha, les cyclosporines et leurs analogues synthétiques, les modifications et fragments pharmaceutiquement actifs d'enzymes, de cytokines, d'anticorps, d'antigènes et de vaccins, les anticorps tels que rituximab, infliximab, trastuzumab, adalimumab, omalizumab, tositumomab, efalizumab, et cetuximab. D'autres principes actifs sont les polysaccharides (par exemple, l'héparine) et les oligo- ou polynucléotides, ADN, ARN, iARN, antibiotiques et cellules vivantes, rispéridone, zuclopenthixol, fiuphénazine, perphénazine, flupentixol, halopéridol, fluspirilene, quétiapine, clozapine, amisulpride, sulpiride, ziprasidone, etc.
Plus particulièrement, l'actif est choisi parmi l'hormone de croissance, l'interféron alpha, la calcitonine et le fulvestrant.
De manière avantageuse, la suspension de nanoparticules obtenue selon le procédé de l'invention est adaptée à une administration par voie parentérale, en particulier par voie intraveineuse.
De préférence, elle présente une viscosité, mesurée à 20 °C et à une vitesse de cisaillement de 10 s"1, allant de 1 à 500, de préférence de 2 à 200 mPa.s.
La viscosité peut être mesurée à 20 °C, à l'aide d'un appareillage classique, tel que par exemple un rhéomètre de type contrainte imposée (Gemini, Bohlin) sur lequel a été installée une géométrie de type cône-plan (4 cm et 2° d'angle), en suivant les consignes du fabricant.
Selon un mode de réalisation particulier, la suspension de nanoparticules obtenue à l'issue de l'étape (2) du procédé selon l'invention décrit ci-dessus, est soumise à une ou plusieurs étapes de concentration, notamment par ultrafïltration tangentielle ou frontale, centrifugation, évaporation ou lyophilisation.
Selon une autre variante de réalisation, le procédé selon l'invention peut comprendre ultérieurement une étape de déshydratation de la suspension des particules obtenues (par exemple par lyophilisation ou atomisation), afin de les obtenir sous forme de poudre sèche.
De manière avantageuse, les nanoparticules selon l'invention sont stables sous forme lyophilisée. Par ailleurs, elles sont facilement redispersibles après lyophilisation. Ainsi, la suspension de nanoparticules obtenue selon l'invention peut être lyophilisée puis reconstituée en solution aqueuse, sans affecter les propriétés des nanoparticules obtenues.
Le procédé de l'invention peut permettre la préparation de nouvelles préparations pharmaceutiques, phytosanitaires, alimentaires, cosmétiques ou diététiques élaborées à partir des compositions selon l'invention.
La suspension de nanoparticules obtenue à l'issue de l'étape (2) de l'invention peut ainsi subir une ou plusieurs étapes de transformation ultérieures, pour préparer une composition sous la forme d'une poudre, une solution, une suspension, un comprimé ou d'une gélule.
La composition obtenue à l'issue du procédé de l'invention peut notamment être destinée à la préparation de médicament.
Elle peut être destinée à une administration par voie orale ou par voie parentérale, en particulier par voie parentérale et plus particulièrement par voie sous- cutanée.
L'invention sera mieux expliquée par les exemples ci-après, donnés uniquement à titre d'illustration.
EXEMPLES
Exemple 1
Synthèse des polyélectrolytes anioniques PA :
Polyglutamates greffés avec de la vitamine E (PA^ à PAO
La synthèse de tels polymères est décrite notamment dans la demande internationale WO 03/104303 de la demanderesse.
Polyglutamates greffés avec du dodécanol (PAO
La synthèse de tels polymères est décrite notamment dans la demande internationale WO 00/30618 de la demanderesse. Polyaspartates greffé avec de foctadécylamine (PA7
Etape 1 : un polysuccinimide est synthétisé selon un protocole analogue à celui décrit dans Polymer 1997, 38(18), 4733-4736 en utilisant le L-acide aspartique.
Etape 2 : aminolyse avec de la stéarylamine puis hydrolyse des groupements polysuccinimides résiduels, selon un protocole analogue à celui décrit dans Langmuir 2001, 17, 7501.
Le tableau 1 suivant décrit les caractéristiques des polyélectrolytes anioniques PA (les notations pi et Si font référence aux formules (I) et (Γ) de la description ; les notations xpl, xai, DPi sont celles définies dans la description).
TABLEAU 1
Figure imgf000021_0002
Exemple 2
Synthèse des polyélectrolytes cationiques PC :
Polyglutamates greffés avec de la vitamine E et de l'arginine (PCK PC? et PCV) La synthèse de ces polymères est décrite notamment dans la demande internationale WO 2008/135563 de la demanderesse. Polyglutamates greffés avec de la vitamine E, de l'arginine et de l'éthanolamine
Figure imgf000021_0001
La synthèse de ce polymère est similaire à la synthèse des polymères PCi, PC2 et PC3 et comporte en outre une étape de greffage de l'éthanolamine. Cette étape de greffage est décrite dans la demande internationale WO 2006/079614 de la demanderesse. Polylysines (PCe)
Ce produit est commercial et disponible notamment sous la référence P2658 de Sigma Aldrich. Le tableau 2 suivant décrit les caractéristiques des polyélectrolytes cationiques
PC (les notations p2, r2, s2 et t2 font référence à la formule (II) de la description ; les notations DP2, M2, xp2, xa2 et xc2 sont celles définies précédemment dans la description).
TABLEAU 2
Figure imgf000022_0001
^ t2 fait référence dans ce cas à des greffons neutres hydroxyéthylamino-
Exemple 3
Préparation de particules à base des deux polyélectrolytes PA et PC _pour différentes valeurs de Z.
Le polyélectrolyte anionique PA est dilué dans une solution de NaCl 10 mM pour obtenir une solution à la concentration Ci .
Le polyélectrolyte cationique PC est dilué dans une solution de NaCl 10 mM pour obtenir une solution à la concentration C2.
Le procédé diffère ensuite dans l'ordre d'ajout selon que le mélange final visé est en excès de charge anionique ou en excès de charge cationique :
- pour des mélanges visés avec un excès de charge anionique (essais e 1.1 à e 1.9 dans le tableau ci-dessous), une masse mi de polyélectrolyte anionique PA à la concentration Ci est placée dans un bêcher sous agitation modérée et une masse m2 de polyélectrolyte cationique PC à la concentration C2 est alors ajoutée.
- pour des mélanges visés avec un excès de charge cationique (essais e 1.10 et e 1.1 1 dans le tableau ci-dessous), une masse m2 de polyélectrolyte cationique PC à la concentration C2 est placée dans un bêcher sous agitation modérée et une masse mi du polyélectrolyte anionique PA à la concentration Ci est alors ajoutée.
Le diamètre des nanoparticules obtenues est mesuré par diffusion quasi- élastique de la lumière, tel que décrit précédemment.
La charge globale Zêta est mesurée par la mesure du potentiel Zêta à pH neutre.
Les différentes valeurs du rapport Z (rapport molaire groupements cationiques/ groupements anioniques), de la concentration massique totale C en polyélectrolytes dans le mélange, du diamètre et du potentiel Zêta des nanoparticules formées pour différents mélanges des solutions des deux polyélectrolytes PA et PC sont rassemblées dans le tableau 3 suivant.
TABLEAU 3
Figure imgf000023_0001
Les résultats montrent qu'il est possible d'obtenir, à partir du mélange des polyélectrolytes anionique PA et cationique PC conformes à l'invention, des nanoparticules de taille inférieure ou égale à 500 nm, conformément à l'invention. Exemple 4 (comparatif)
Formulations avant une concentration en polymère totale après mélange supérieure à 2 mg/g ou avant un rapport molaire de charge Z strictement supérieur à 0, 75 et strictement in férieur à 1,3
Les polyélectrolytes anioniques et cationiques utilisés sont choisis parmi les polyélectrolytes décrits précédemment.
On ajoute une quantité mi d'une solution du polyélectrolyte anionique PA décrit dans l'exemple 1 , à la concentration Ci dans une solution de NaCl à 10 mM à une quantité m2 d'une solution du polyélectrolyte cationique PC décrit dans l'exemple 2 préalablement diluée à une concentration C2 dans une solution de NaCl à 10 mM.
TABLEAU 4
Figure imgf000024_0001
Les résultats montrent clairement que les nanoparticules obtenues après mélange des polyélectrolytes dans un rapport Z ou une concentration C non conformes à l'invention, ont des tailles supérieures à 500 nm, non conformes à l'invention.
Exemple 5
Formulations selon l 'invention concentrée par ultrafiltration
La formulation e 1.9 de l'exemple 3 ayant une concentration totale en polymère de 1 ,65 mg/g est concentrée d'un facteur 8 environ par ultrafiltration frontale sur une membrane ayant un seuil de coupure de 10 kDa. La concentration finale en polymère obtenue (mesurée par extrait sec) est de 13,4 mg/g. La taille des particules (diamètre moyen en volume) après concentration est de 332 nm et le potentiel Zêta de -37 mV. Cet exemple montre donc qu'il est possible de concentrer par ultrafïltration la formulation obtenue sans modifier notablement la taille et le potentiel Zêta des particules constituant cette formulation. Exemple 6
Formulations selon l'invention incorporant comme actif la calcitonine du saumon (sCT),
La sCT est mélangée dans un premier temps avec le polyélectrolyte anionique PA et le complexe PA/sCT ainsi obtenu est mélangé dans un deuxième temps avec le polyélectrolyte cationique PC.
Plus précisément, le polyélectrolyte anionique PA est dilué dans une solution de tampon phosphate à lO mM et mélangé à une solution contenant 10 mg/g de sCT (Polypeptide Laboratories AB) de façon à obtenir un mélange PA/sCT ayant une concentration Ci en polyélectrolyte anionique PA et une concentration Cpl en protéine sCT. Le mélange est agité pendant 1 h à température ambiante sous agitation modérée.
A une masse mi du mélange précédent PA/sCT maintenu sous agitation modérée, on ajoute une masse m2 de polyélectrolyte cationique PC préalablement dilué à la concentration C2.
Le mélange final a une concentration C en polymère total et une concentration Cp en protéine.
La concentration en actif non associé aux polyélectrolytes est déterminée après séparation par ultracentrifugation sur des ultrafïltres ayant un seuil de coupure de 30 kDa et par dosage des filtrats par HPLC. Elle est dans tous les cas strictement inférieure à 5 %.
Les caractéristiques des polyélectrolytes anioniques et cationiques utilisés pour cet exemple sont décrites dans les exemples 1 et 2. TABLEAU 5
Figure imgf000026_0001
Les résultats montrent que les formulations selon l'invention incorporant de la calcitonine du saumon et des polyélectrolytes selon l'invention sont composées de 5 nanoparticules de taille inférieure à 500 nm.
Exemple 7
Formulations selon l'invention incorporant comme actif la calcitonine du saumon (sCT),
La sCT est mélangée dans un premier temps avec le polyélectrolyte anionique PA et le complexe PA/sCT ainsi obtenu est mélangé dans un deuxième temps avec le polyélectrolyte cationique PC.
Plus précisément, le polyélectrolyte anionique PA est dilué dans une solution de NaCl 10 mM et mélangé à une solution contenant 10 mg/g de sCT (Polypeptide Laboratories AB) de façon à obtenir un mélange PA/sCT ayant une concentration Ci en polyélectrolyte anionique PA et une concentration Cpl en protéine sCT. Le mélange est agité pendant 1 h à température ambiante sous agitation modérée. 0 A une masse mi du mélange précédent PA/sCT maintenu sous agitation modérée, on ajoute une masse m2 de polyélectrolyte cationique PC préalablement dilué à la concentration C2 dans une solution de NaCl lOmM.
Le mélange final a une concentration C en polymère total et une concentration Cp en protéine.
5 La concentration en actif non associé aux polyélectrolytes est déterminée après séparation par ultracentrifugation sur des ultrafïltres ayant un seuil de coupure de 30 kDa et par dosage des filtrats par HPLC. Elle est dans tous les cas strictement inférieure à 5 %. Les caractéristiques des polyélectrolytes anioniques et cationiques utilisés pour cet exemple sont décrites dans les exemples 1 et 2.
TABLEAU 6
Figure imgf000027_0001
5
Les résultats montrent que les formulations selon l'invention incorporant de la calcitonine du saumon et des polyélectrolytes selon l'invention sont composées de nanoparticules de taille inférieure à 500 nm.
Exemple 8
Formulation selon l'invention incorporant comme actif l'interféron a-2b
ÎIFNa).
L'IFNa est mélangé dans un premier temps avec le polyélectrolyte anionique PA et le complexe PA/IFNa ainsi obtenu est mélangé dans un deuxième temps avec le polyélectrolyte cationique PC. Plus précisément :
Le polyélectrolyte anionique PA est dilué dans une solution de NaCl à 10 mM. Puis une solution contenant 2.3 mg/g d'IFNa (Biosidus) est ajoutée de façon à avoir un mélange PA/IFNa ayant une concentration Ci en polyélectrolyte anionique PA et une concentration Cpl en protéine IFNa. Le mélange est maintenu sous agitation modérée pendant 14 h à température ambiante.
A une masse mi du mélange précédent PA/IFNa maintenu sous agitation, on ajoute une masse m2 de polyélectrolyte cationique PC préalablement dilué à la concentration C2 dans une solution de NaCl 10 mM. Le mélange est ensuite agité pendant 1 heure.
Le mélange final a une concentration C en polymère total et une concentration Cp en protéine. Les caractéristiques des polyélectrolytes anionique et cationique utilisés pour cet exemple sont décrites dans les exemples 1 et 2.
TABLEAU 7
Figure imgf000028_0001
Les résultats montrent que les formulations selon l'invention incorporant de l'IFNa et des polyélectrolytes selon l'invention sont composées de nanoparticules de taille inférieure à 200 nm. 0 Exemple 9
Formulations selon l 'invention incorporant comme actif le fulvestrant.
Le fulvestrant est mélangé dans un premier temps avec le polyélectrolyte anionique PA5 et le complexe PAs/fulvestrant ainsi obtenu est mélangé dans un deuxième temps avec le polyélectrolyte cationique PCi.
5 Plus précisément, le polyélectrolyte anionique PA5 est dilué dans une solution de NaCl à 10 mM et mélangé avec du fulvestrant en poudre (ScimoPharm Taiwan) de façon à obtenir un mélange PAs/fulvestrant ayant une concentration Ci en polyélectrolyte anionique PA5 et une concentration Cp en principe actif. Le mélange est agité pendant 24 h à 30°C sous agitation modérée.
0 A une masse mi du mélange précédent PA5/fulvestrant maintenue sous agitation modérée, on ajoute une masse m2 de polyélectrolyte cationique PCi préalablement dilué à la concentration C2 dans une solution de NaCl à 10 mM.
Le mélange final a une concentration C en polymère total et une concentration Cp en principe actif. TABLEAU 8
Essais Polymères mi Ci Cpi (mg/g) m2 c2 CP (mg/g) C Z Diamètre Zêta
(g) (mg/g) (g) (mg/g) (mg/g) en (mV)
(fulvestrant) (fulvestrant) volume
(nm)
e 5.1 PA5/Pd 15,04 2,01 0,10 12,20 1 ,90 0,06 1,96 0,52 396 -42

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation de nanoparticules de diamètre moyen inférieur ou égal à 500 nm, comprenant au moins les étapes consistant à :
(1) disposer d'une solution aqueuse comprenant des nanoparticules d'un premier polyélectrolyte à l'état chargé et porteur de groupements latéraux hydrophobes ;
(2) mettre en présence ladite solution (1) avec au moins un second polyélectrolyte de polarité opposée à celle du premier polyélectrolyte, avec le polyélectrolyte cationique étant ajouté à une solution de polyélectrolyte anionique pour former un mélange à excès de charge anionique ; ou le polyélectrolyte anionique étant ajouté à une solution de polyélectrolyte cationique pour former un mélange à excès de charge cationique ; et
(3) disposer des nanoparticules ainsi formées ;
avec :
- lesdits polyélectrolytes anionique et cationique possédant un squelette linéaire polyaminoacide, dépourvu de groupements latéraux polyalkylène glycol, et présentant un degré de polymérisation inférieur ou égal à 2.000 ;
- le rapport molaire Z du nombre de groupements cationiques par rapport au nombre de groupements anioniques du mélange des deux polyélectrolytes étant compris entre 0,1 et 0,75 ou entre 1,3 et 2 ; et
- la concentration massique totale C en polyélectrolytes étant strictement inférieure à 2 mg/g dudit mélange.
2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le rapport molaire Z du nombre de groupements cationiques par rapport au nombre de groupements anioniques du mélange desdits polyélectrolytes anionique et cationique est compris entre 0,3 et 0,75, plus particulièrement entre 0,5 et 0,75, ou entre 1,3 et 1,5.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la concentration massique totale C en polyélectrolytes dans le mélange est comprise entre 0,5 et 1,8 mg/g, en particulier entre 1 et 1,5 mg/g.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange est réalisé à pH allant de 5 à 8, en particulier de 6 à 7,5.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (2) comprend au moins :
- la préparation d'une solution aqueuse du second polyélectrolyte, en particulier de valeur de pH allant de 5 à 8, et avantageusement de valeur de pH identique à celle de la solution aqueuse de l'étape (1) ; et
- le mélange de ladite solution aqueuse du second polyélectrolyte avec ladite solution aqueuse de l'étape (1).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la taille des nanoparticules varie de 20 à 300 nm, de préférence de 50 à 200 nm.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit polyélectrolyte porteur de groupements latéraux hydrophobes est apte à former spontanément, lorsqu'il est mis en dispersion dans un milieu aqueux de pH allant de 5 à 8, notamment l'eau, des nanoparticules.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit polyélectrolyte anionique est de formule (I) suivante ou l'un de ses sels pharmaceutiquement acceptables,
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0001
dans laquelle :
- Ra représente un atome d'hydrogène, un groupe acyle linéaire en C2 à C10, un groupe acyle ramifié en C3 à C10, un groupe pyroglutamate ou un groupement hydrophobe G tel que défini ci-après ;
- Rb représente un groupe -NHR5 ou un résidu acide aminé terminal lié par l'azote et dont le carboxyle est éventuellement substitué par un radical alkylamino-NHR5 ou un alcoxy-OR6, dans lequel : • R représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, ou un groupe benzyle ;
• R6 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, un groupe benzyle ou un groupement G ;
- R1 représente un atome d'hydrogène ou un cation métallique monovalent, de préférence un ion sodium ou potassium,
- G représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyloxy-, dodécyloxy-, tétradécyloxy-, hexadécyloxy-, octadécyloxy-, 9-octadécényloxy-, tocophéryl- et cholestéryl-, de préférence alpha-tocophéryl- ;
• Si correspond au nombre moyen de monomères de glutamate non greffés, anioniques à pH neutre,
• pi correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement hydrophobe G,
pi pouvant être éventuellement nul,
- le degré de polymérisation DPi = (si + pi) est inférieur ou égal à 2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement allant de 40 à 450, en particulier de 40 à 250, et notamment de 40 à 150,
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (I) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ledit polyélectrolyte anionique est de formule (Γ) suivante ou l'un de ses sels harmaceutiquement acceptables,
Figure imgf000032_0001
dans laquelle : - G' représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyl-, dodécyl-, tétradécyl-, hexadécyl-, octadécyl- et 9-octadécényl-;
• Si = (si ' + Si ") correspond au nombre moyen de monomères d'aspartate non greffés, anioniques à pH neutre,
· pi = (pi' + pi") correspond au nombre moyen de monomères d'aspartate porteurs d'un groupement hydrophobe G' et peut être éventuellement nul,
- le degré de polymérisation DPi = (si + pi) est inférieur ou égal à 2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement allant de 20 à 450, en particulier de 20 à 250, et notamment de 20 à 150,
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (Γ) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit polyélectrolyte cationique est de formule (II) suivante ou l'un de ses sels pharmaceutiquement acceptable,
Figure imgf000033_0001
dans laquelle :
Ra représente un atome d'hydrogène, un groupe acyle linéaire en C2 à Cio, un groupe acyle ramifié en C3 à Cio, un groupe pyroglutamate ou un groupement hydrophobe G tel que défini ci-après ;
Rb représente un groupe -NHR5 ou un résidu acide aminé terminal lié par l'azote et dont le carboxyle est éventuellement substitué par un radical alkylamino-NHR5 ou un alcoxy-OR6, dans lequel :
• R5 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à Cio, ou un groupe benzyle ; • R6 représente un atome d'hydrogène, un groupe alkyle linéaire en Ci à
Cio, un groupe alkyle ramifié en C3 à C10, un groupe benzyle ou un groupement G ;
- G représente un groupement hydrophobe choisi parmi : octyloxy-, dodécyloxy-, tétradécyloxy-, hexadécyloxy-, octadécyloxy-, 9-octadecenyloxy-, tocophéryl- et cholestéryl-, de préférence alpha-tocophéryl- ;
- R2 représente un groupement cationique, en particulier l'arginine ;
- R3 représente un groupement neutre choisi parmi : hydroxyéthylamino-, dihy droxypropylamino - ;
· s2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate non greffés, anioniques à pH neutre,
• p2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement hydrophobe G, et
• r2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement cationique R2,
• t2 correspond au nombre moyen de monomères de glutamate porteurs d'un groupement neutre R3,
s2, p2 et t2 pouvant être éventuellement nuls, et
- le degré de polymérisation DP2 = (s2 + p2 + r2 + t2) est inférieur ou égal à 2.000, en particulier inférieur à 700, plus particulièrement varie de 40 à 450, en particulier de 40 à 250, et notamment de 40 à 150 ;
- l'enchaînement des monomères de ladite formule générale (II) peut être aléatoire, de type monobloc ou multibloc.
1 1. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites nanoparticules du premier polyélectrolyte de la solution aqueuse (1) sont associées de manière non covalente à un actif.
12. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit actif est une molécule d'intérêt thérapeutique, cosmétique, prophylactique ou d'imagerie.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 1 et 12, caractérisé en ce que la solution aqueuse (1) est obtenue par ajout de l'actif à une solution colloïdale aqueuse du premier polyélectrolyte, possédant en particulier une valeur de pH allant de 5 à 8, ledit actif s'associant de manière non covalente aux nanoparticules dudit premier polyélectrolyte.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, ultérieurement à l'étape (3), une ou plusieurs étapes de concentration, notamment par ultrafïltration tangentielle ou frontale, centrifugation, évaporation ou lyophilisation.
15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, ultérieurement à l'étape (3), une étape de déshydratation de la suspension des particules obtenues, notamment par lyophilisation ou atomisation.
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