Nanoparticules lipidiques solides à base de cire de canne à sucre comme vecteur d'atorvastatine : caractérisation et évaluation in vivo de l'activité antihyperlipidémique chez le rat

Chimie Chimie pharmaceutique Pharmacie Système cardiovasculaire Médecine
Cire de canne à sucre Nanoparticules lipidiques solides Atorvastatine Études in vivo Antihyperlipidémique

Contexte académique

Les maladies cardiovasculaires, en particulier l’athérosclérose, sont l’une des principales causes de décès dans le monde. L’augmentation des niveaux de cholestérol est un facteur de risque majeur de l’athérosclérose. L’atorvastatine (Atorvastatin, ATV) est un médicament hypocholestérolémiant largement utilisé, mais sa biodisponibilité orale est faible, principalement en raison de l’effet de premier passage (first-pass metabolism). Pour améliorer la biodisponibilité de l’atorvastatine, les chercheurs ont exploré divers systèmes d’administration de médicaments, parmi lesquels les nanoparticules lipidiques solides (Solid Lipid Nanoparticles, SLNPs) ont attiré l’attention en raison de leur bonne biocompatibilité, de leur capacité à contrôler la libération des médicaments et de leur rentabilité. La cire de canne à sucre, en tant que matière première biocompatible, économique et abondante, a été utilisée pour synthétiser des nanoparticules afin d’améliorer l’administration de l’atorvastatine.

Source de l’article

Cette recherche a été menée conjointement par des équipes de la NED University of Engineering and Technology au Pakistan, de la Jinnah University for Women et de l’Université du Maine en France. L’article a été publié en 2025 dans la revue Bionanoscience sous le titre “Sugarcane Wax-Based Solid Lipid Nanoparticles as an Atorvastatin Carrier: Characterization and In Vivo Evaluation of Antihyperlipidemic Activity in Rats”.

Processus de recherche

1. Matériaux et synthèse

Les chercheurs ont d’abord extrait la cire de canne à sucre à partir de bagasse et de boues de filtration, puis ont synthétisé des nanoparticules lipidiques solides chargées d’atorvastatine (ATV-SLNPs) en utilisant la méthode d’évaporation de solvant par émulsion simple. Les étapes spécifiques sont les suivantes : - Préparation de la phase organique : 2 grammes de cire de canne à sucre ont été fondus à 76°C, puis 10 mg d’atorvastatine ont été ajoutés pour former un mélange homogène. - Préparation de la phase aqueuse : 9 ml d’eau et 1 ml de Tween 80 à 2% ont été mélangés. - Formation de l’émulsion : La phase organique a été lentement injectée dans la phase aqueuse, puis agitée pendant 1 heure pour former une émulsion huile dans eau. - Traitement par ultrasons : L’émulsion a été soumise à un traitement par ultrasons pendant 10 minutes pour réduire la taille des particules. - Évaporation du solvant : L’émulsion a été agitée à température ambiante pendant 3 heures, puis séchée à 50°C pour obtenir une poudre sèche d’ATV-SLNPs.

2. Caractérisation des nanoparticules

Les chercheurs ont caractérisé les nanoparticules synthétisées à l’aide de plusieurs méthodes : - Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) : Analyse des interactions moléculaires des nanoparticules, confirmant le chargement réussi de l’atorvastatine dans les nanoparticules. - Diffraction des rayons X (XRD) : Détermination de la cristallinité et de la taille des particules, montrant une taille moyenne de 258,47 nm et une cristallinité de 60,14%. - Microscopie électronique à balayage (SEM) : Observation de la morphologie des nanoparticules, montrant que les nanoparticules chargées d’atorvastatine avaient une densité plus élevée. - Efficacité d’encapsulation : Déterminée par une méthode indirecte, montrant une efficacité d’encapsulation de 76,01% pour les ATV-SLNPs.

3. Évaluation biologique

Les chercheurs ont évalué l’activité antihyperlipidémique des ATV-SLNPs par des études in vivo : - Activité antioxydante : Test de piégeage des radicaux DPPH, montrant que l’activité antioxydante des ATV-SLNPs (50,44%) était supérieure à celle de l’atorvastatine libre (41,59%). - Activité antihyperlipidémique : Dans un modèle de rats hyperlipidémiques induits par un régime riche en graisses, les ATV-SLNPs ont significativement réduit les niveaux de cholestérol total (TC), de lipoprotéines de basse densité (LDL), de triglycérides (TG) et de lipoprotéines de très basse densité (VLDL), tout en augmentant les niveaux de lipoprotéines de haute densité (HDL).

Résultats principaux

  • Caractérisation des nanoparticules : Les analyses FTIR et XRD ont confirmé le chargement réussi de l’atorvastatine dans les nanoparticules de cire de canne à sucre, avec une cristallinité élevée et une morphologie uniforme.
  • Efficacité d’encapsulation : L’efficacité d’encapsulation des ATV-SLNPs a atteint 76,01%, indiquant que la méthode permet une encapsulation efficace du médicament.
  • Activité antioxydante : L’activité antioxydante des ATV-SLNPs était significativement supérieure à celle de l’atorvastatine libre, indiquant que les nanoparticules peuvent améliorer l’effet antioxydant du médicament.
  • Activité antihyperlipidémique : Dans le modèle de rats hyperlipidémiques, les ATV-SLNPs ont significativement réduit les niveaux de TC, LDL, TG et VLDL, tout en augmentant les niveaux de HDL, démontrant un effet hypolipidémiant plus puissant.

Conclusion

Cette étude montre que les nanoparticules lipidiques solides à base de cire de canne à sucre peuvent efficacement améliorer la biodisponibilité et l’efficacité thérapeutique de l’atorvastatine. Les ATV-SLNPs synthétisées par la méthode d’évaporation de solvant par émulsion simple présentent une efficacité d’encapsulation et une cristallinité élevées, et peuvent significativement réduire les niveaux de cholestérol chez les rats hyperlipidémiques. De plus, l’évaluation de la durabilité de cette méthode (score AGREE de 0,73) indique qu’elle est respectueuse de l’environnement. Dans l’ensemble, cette recherche offre de nouvelles perspectives pour le développement de systèmes d’administration de médicaments hypocholestérolémiants plus efficaces.

Points forts de la recherche

  • Innovation : Première utilisation de la cire de canne à sucre comme matrice pour les nanoparticules lipidiques solides, explorant son application dans l’administration de médicaments.
  • Efficacité : Les ATV-SLNPs ont significativement amélioré l’efficacité d’encapsulation et la biodisponibilité de l’atorvastatine.
  • Respect de l’environnement : Cette méthode utilise une ressource renouvelable, la cire de canne à sucre, avec un score de durabilité élevé.
  • Perspectives d’application : Cette recherche ouvre de nouvelles possibilités pour le développement de systèmes d’administration de médicaments hypocholestérolémiants plus efficaces, avec un large potentiel d’application.

Autres informations utiles

Cette étude propose également des orientations futures pour la recherche, notamment l’exploration de mécanismes d’administration ciblée de médicaments, l’évaluation de la stabilité de la formulation dans différentes conditions de stockage, ainsi que des études pharmacocinétiques plus approfondies. De plus, cette méthode pourrait être appliquée à l’administration d’autres médicaments hydrophobes, élargissant ainsi son potentiel d’application dans le domaine pharmaceutique.