Développement et caractérisation d'un nanoémulgel de baricitinib avec effet antiarthritique chez les rats

Contexte académique

La polyarthrite rhumatoïde (Rheumatoid Arthritis, RA) est une maladie auto-immune chronique qui affecte principalement la membrane synoviale des articulations, entraînant une inflammation et des lésions érosives. Environ 0,5 % à 1 % de la population mondiale est touchée par cette maladie, en particulier parmi les personnes âgées, où les patients atteints de RA souffrent souvent de difficultés de déglutition, ce qui limite l’observance et l’efficacité des médicaments oraux. Actuellement, le traitement de la RA repose principalement sur l’administration systémique, comprenant les anti-inflammatoires non stéroïdiens (AINS), les corticostéroïdes et les médicaments antirhumatismaux modificateurs de la maladie (DMARDs). Parmi eux, les inhibiteurs de Janus kinase (JAK) tels que le baricitinib (Btb) ont montré une efficacité significative dans le traitement de la RA modérée à sévère. Cependant, la formulation orale du baricitinib présente une faible biodisponibilité et est affectée par la prise alimentaire, ce qui limite son utilisation clinique.

Pour surmonter ces défis, les systèmes d’administration transdermique (Transdermal Drug Delivery Systems, TDDS) sont considérés comme une alternative prometteuse. L’administration transdermique peut réduire la dégradation gastro-intestinale, améliorer l’observance des patients et permettre l’arrêt du médicament si nécessaire. Cependant, la perméabilité transdermique du baricitinib est faible, ce qui a incité les chercheurs à développer de nouveaux systèmes d’administration pour améliorer sa pénétration cutanée. Les nanoémulsions (Nanoemulsion, NE) et les nanoémulgels (Nanoemulgel, NEG) sont devenus un sujet de recherche important en raison de leur capacité à améliorer la solubilité et la perméabilité des médicaments. Cette étude vise à développer un nanoémulgel de baricitinib, en optimisant sa formulation et ses performances, afin d’évaluer son potentiel dans le traitement de la RA.

Source de l’article

Cet article a été rédigé par Suhas Shivaji Siddheshwar, Arti Changdev Ghorpade, Someshwar Dattatraya Mankar et Santosh Bhausaheb Dighe du Pravara Rural College of Pharmacy en Inde. L’étude a été acceptée le 17 mars 2025 et publiée dans la revue Bionanoscience, avec le DOI 10.1007/s12668-025-01908-4.

Processus de recherche

1. Étude de la solubilité du baricitinib

Les chercheurs ont d’abord évalué la solubilité du baricitinib dans différentes phases huileuses et tensioactives. Les résultats ont montré que l’huile de cannelle (Cinnamon Oil), le Tween 80 et l’éthanol sont les meilleurs solvants pour le baricitinib. Ces solvants ont servi de base pour la préparation de la nanoémulsion.

2. Construction du diagramme ternaire

Le diagramme ternaire (Ternary Phase Plot) a été utilisé pour déterminer la région de formation de la nanoémulsion. Les chercheurs ont utilisé différentes proportions de phase huileuse, tensioactif et co-tensioactif, et ont finalement déterminé que le rapport Smix de 1:1 était la meilleure formulation.

3. Analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR)

Pour s’assurer qu’il n’y ait pas d’interactions chimiques entre le baricitinib et les composants de la formulation, les chercheurs ont réalisé une analyse FTIR. Les résultats ont montré une bonne compatibilité entre le baricitinib et les composants du nanoémulgel, sans changement chimique.

4. Optimisation et préparation de la nanoémulsion

Un plan de Box-Behnken a été utilisé pour optimiser la formulation de la nanoémulsion, en étudiant l’effet de la concentration de la phase huileuse, de la concentration de Smix et de la vitesse d’agitation sur la taille des particules, l’indice de polydispersité (PDI) et le potentiel zêta. La formulation optimisée de la nanoémulsion était de 5,109 % de phase huileuse, 24,401 % de Smix et une vitesse d’agitation de 988,920 rpm.

5. Préparation et caractérisation du nanoémulgel

La nanoémulsion optimisée a été combinée avec une base de gel de Carbopol 980 pour préparer le nanoémulgel. Les chercheurs ont évalué l’effet de différentes concentrations de Carbopol sur la viscosité et l’étalabilité du nanoémulgel, et ont finalement choisi la formulation à 1 % de Carbopol comme meilleure option.

6. Étude de la libération in vitro et de la pénétration transdermique

La libération in vitro et la pénétration transdermique du nanoémulgel de baricitinib ont été évaluées à l’aide d’un appareil de diffusion de Franz. Les résultats ont montré que le nanoémulgel libérait 81,6 % du médicament en 24 heures, avec une pénétration transdermique de 649,18 µg/cm², significativement plus élevée que celle du gel conventionnel.

7. Évaluation de l’activité anti-arthritique in vivo

Les chercheurs ont utilisé un modèle de rat arthritique induit par l’adjuvant complet de Freund (Freund’s Complete Adjuvant, FCA) pour évaluer l’effet anti-arthritique du nanoémulgel de baricitinib. Les résultats ont montré que le nanoémulgel réduisait significativement les symptômes de l’arthrite, notamment en diminuant le gonflement des pattes, en augmentant le seuil de douleur et en améliorant la coordination motrice.

8. Étude de l’irritation cutanée

Les tests d’irritation cutanée ont confirmé la sécurité du nanoémulgel de baricitinib. Les résultats ont montré que le nanoémulgel ne provoquait pas d’érythème ou d’œdème significatifs, indiquant une bonne tolérance cutanée.

Résultats principaux

1. Solubilité et diagramme ternaire : Le baricitinib a montré une solubilité élevée dans l’huile de cannelle, le Tween 80 et l’éthanol, avec un rapport Smix de 1:1 comme meilleure formulation.
2. Analyse FTIR : Aucune interaction chimique n’a été observée entre le baricitinib et les composants du nanoémulgel, assurant la stabilité de la formulation.
3. Optimisation de la nanoémulsion : La nanoémulsion optimisée avait une taille de particule de 77,12 nm, un PDI de 0,225 et un potentiel zêta de -19,5 mV, montrant une bonne stabilité physique.
4. Caractérisation du nanoémulgel : Le nanoémulgel à 1 % de Carbopol avait une viscosité de 68,400 cp et une étalabilité de 8,7 g.cm/sec, adaptée à l’administration transdermique.
5. Libération in vitro et pénétration transdermique : Le nanoémulgel a libéré 81,6 % du médicament en 24 heures, avec une pénétration transdermique significativement plus élevée que celle du gel conventionnel.
6. Effet anti-arthritique in vivo : Le nanoémulgel a significativement réduit les symptômes de l’arthrite, montrant un bon effet thérapeutique.
7. Irritation cutanée : Le nanoémulgel n’a pas provoqué d’irritation cutanée significative, confirmant sa sécurité.

Conclusion

Cette étude a permis de développer avec succès un nanoémulgel de baricitinib, en optimisant sa formulation et ses performances, ce qui a significativement amélioré la solubilité et la pénétration transdermique du baricitinib. Les résultats in vitro et in vivo ont montré que le nanoémulgel offre une libération prolongée, une pénétration transdermique accrue et un effet anti-arthritique significatif, sans provoquer d’irritation cutanée. Cette étude propose un nouveau système d’administration de médicaments pour le traitement transdermique de la polyarthrite rhumatoïde, avec un potentiel clinique important.

Points forts de la recherche

1. Nouveau système d’administration : Le nanoémulgel combine la haute perméabilité des nanoémulsions avec les bonnes propriétés d’application des gels, offrant une nouvelle voie pour l’administration transdermique du baricitinib.
2. Optimisation de la formulation : Le plan de Box-Behnken a permis d’optimiser la formulation de la nanoémulsion, assurant sa stabilité physique et ses performances de libération du médicament.
3. Effet thérapeutique significatif : Le nanoémulgel a montré un effet anti-arthritique significatif in vivo, offrant une nouvelle option de traitement pour les patients atteints de RA.
4. Bonne sécurité : Les tests d’irritation cutanée ont montré que le nanoémulgel est bien toléré, adapté à une utilisation à long terme.

Valeur de la recherche

Cette étude propose non seulement une nouvelle solution pour l’administration transdermique du baricitinib, mais sert également de référence pour le développement de systèmes d’administration transdermique d’autres médicaments peu solubles. Le nanoémulgel, en tant que nouveau système d’administration de médicaments, a un large potentiel d’application, en particulier dans le traitement à long terme des maladies chroniques. Les recherches futures pourraient évaluer davantage la stabilité à long terme et les effets cliniques de ce nanoémulgel pour favoriser son utilisation dans la pratique médicale.