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MARIE-EVE PROULX
EFFICACITÉ DE LA CAMPTOTHECINE LIBRE ET LIPOSOMALE DANS UN MODELE MURIN DE LEISHMANIOSE VISCÉRALE
Mémoire présente
la Faculté des études supérieures de l'université Laval
pour i'obtention du grade de maître e s sciences (M.Sc.)
Microbiologie - Immunologie FACULT& DE M~DECINE
URWERSIT~ LAVAL Q ~ B E C
Mai 2001
O Marie-Eve Proulx, 200 1
AcquWons and Acquisibions et Biiraphic Services services b i b i i i i q u e s
The author has granted a non- L'auteur a accordé une licence non exciusive licence aiiowing the exclusive permettant à la National Li'brary of Canada to Bibliothèque nationale du Canada de reproduce, loan, distn'bute or sen reprodriue, prêter, distribuer ou copies of this thesis in microfonn, vendre des copies de cette thèse sous paper or electronic formats. la forme de mmicrofiche/nIm, de
reproduction sur papier ou sur format électronique.
The author retains ownership of the L'auteur conserve la propriété du copyright in this thesis. Neither the droit d'auteur qui protège cette thèse. thesis nor substantial extracts h m it Ni la thèse ni des extraits substantiels may be printed or otherwise de celle-ci ne doivent être imprimés reproduced without the author's ou autrement reproduits sans son permission. autorisation.
La leishmaniose est une maladie causée par le protozoaire Leisimania. L a
forme viscérale de la maladie est responsable d'une infection des
macrophages d u foie et de la rate. La carnptothécine (CPT) pourrait pallier a
i'émergence de résistance du parasite aux médicaments conventionnels. Cet
inhibiteur de la topoisomérase I interfère avec la réplication du parasite in
vitro. In duo, l'utilisation des liposomes comme transporteurs de médicament
est une approche logique afin de concentrer la CPT dans le foie et la rate. Une
formulation stable de camptothécine tiposomale a été mise au point au
laboratoire. Les études de distribution tissulaire du médicament ont
démontre une plus grande accumulation de la forme liposomale au niveau du
foie et de la rate comparativement a la forme libre. L'injection intrapéritonéale
s'est avérée le meilleur mode d'administration pour concentrer Iddrogue dans
ces organes. Toutefois, l'efficacité de la CPT libre et liposomale sur les
parasites en culture et chez un modèle murin furent similaires selon le régime
de traitement utilisé.
Marie-Eve Proulx
Je tiens a remercier Dr. Michel G. Bergeron, mon directeur de recherche, de
m'avoir permis d'étudier à la maitrise dans son prestigieux centre de
recherche.
J e remercie tout particulièrement Dr. André Désormeaux pour le temps et la
confiance qu'il m'a accordé, pour les conseils judicieux au niveau de
l'orientation de mon projet et pour l'encouragement. Merci au Dr. Martin
Olivier pour avoir accepté de me codiriger, pour m'avoir donné de son temps
et de ses brillants conseils.
Merci a toute l'équipe Liposome-Gel ainsi qu'a Jean-François Marquis de
l'équipe du Dr. Martin Olivier pour m'avoir aidé à mener mon projet à terme.
J'ai eu beaucoup d'agrément a travailler avec vous au cours des deux
dernières années.
Merci aussi a Stéphane Paquet pour son soutien moral au cours de la
dernière annee, pour son aide à la mise en page de mon mémoire et pour son
appui dans mes décisions.
1.4.5 Interactions liposomes-cellule ...................................... 31 1.4.6 Liposomes et Leishmania ............................................. -32 1.4.7 Liposomes stériquement stabilisés et camptothécine .... 34
CHAPITRE Ik TRAITEMENT DE LA LEISHMAHIOSE VISCERALE A L'AIDE DE LA CAMPTOTH~INE INCORPORÉE DANS LES L ~ S O M E S STELUQUEMENT STABILISES
2.1 Résumé .................................................................................... 39 2.2 Summary .................................................................................. 40 2.3 Introduction ..................................... .,. ..................................... 41 2.4 Experimental Design ................................................................. 44 2.5 Results ..................................................................................... 47 2.6 Discussion ................................................................................ 50 2.7 Acknowledgment ....................................................................... 53 2.8 References ................................................................................ 54
CHAPITRE III: CONCLUSION GÉNÉRALE
3.1 Conclusion .............................................................................. 62 3.2 Perspectives ............................................................................. -66
REFERENCES DE L'INTRODUCTION ET DE LA CONCLUSION ..... 69
LISTE DES TABLEAOlf
CHAPITRE 1
Table 1: Espèces de Leishmania associées aux différentes formes de
leishmaniose.. . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
CHAPITRE II
Table 1: Hematologic changes on days 6 and 14 after intraperitoneal
administrations of free or liposomal CPT (2.5 mg/kg) every
two days during 14 days to uninfected BALB/c mice.
Untreated mice were used as controls .................................. 58
vii
USTE DES FiGURES
CHAPITRE 1
Figure 1: Répartition mondiale des diverses formes de leishmaniose. Les
zones ombragées indiquent les régions affectées par la maladie
Figure 2: Cycle cellulaire de Leishnuznia. Le schéma montre la transmission
de la maladie d'un mammifère a un autre par l'intermédiaire de
l'insecte vecteur (la mouche de sable) ........................................ 8
Figure 3: Structure de la camptothécine sous sa forme lactone (active) et
sous sa forme carboxylate (inactive). Dans le cas de la 20 (S)-
carnptothécine, les radicaux R i , Ra et & sont des atomes
d'hydrogène. tes autres dérives de la camptothécine portent des * ................................................................ radicaux differents. -2 1
Figure 4: Structure d'un liposome unilamellaire incorporant differents types * . ................................................................. de medicamen ts.,*. -26
Figure 5: Les différents types de Iipsomes. ............................................ .3 1
Figure 6: Types d'interaction des liposomes avec Ies cellules ..................... 32
Figure 1: Proliferation of L. donovani promastigotes following incubation
with 0.1 pM (O), 0.5 pM (a), 1 pM (O), 2.5 PM ( ) , 5 pM (A) and 10
pM (A) of free CPT (Panel A), liposome-encapsulated CPï (Panel B)
or corresponding drug-free liposomes (Panel C) a t 25OC for a 6 day
period. Proliferation of L. donovani promastigotes in absence ol
any treatment was used as controls (+). The growth of parasites
was evaluated from determination of the optical density at 600 nm
on days 0, 2, 4 and 6. The parasite growth is expressed as % of
optical density when compared with control. Values represent the
mean (î SEM) of 3 independent experiments. .....,. . . .. . . .. ..... . . . .. . .59
Figure 2: Tissue distribution of free (0) and liposome-encapsulated
camptothecin (m) at 6 h (Panel A) and 48 h (Panel B) after a4ingie
subcutaneous (s.c.) or intraperitoneal (i. p.) administration in
uninfected BALB/c mice. Values represent the mean (I SEM)
obtained from 6 animals per group per time point. *, p < 0.05 and
**, p c 0.01 when compared with free CPT in the same tissue. #, p
c 0.05 and ##, p < 0.01 when compared with mode of
administration in the same tissue ..... .. ... ..... ... .. .. ........ ..... , ....... ..60
LISTE DES ABRÉVIATIONS
ADN: CPT: CR3: DM=: DPPC: DPPG: DSPE: Fab: FBS: Fc: gp63: Hb: Ht: HDL: h: IC50:
II- 1: DNA: kDNA: kg: ECPT: LW: LW. M: MFR: mg: ml: MLV: MPs: aw: OMS: PEG. PKC:
Acide désoxyribonucléique 20(S)-camp tothécine Récepteur pour le composant 3 d u complément Dimethyl sulfoxide, diméthyl sulfoxyde Dipalmitoylp hosphatidylcholine Dipalmitoylphosphatidylglyce rol Distearoylphosphatidylethanolarnine
Fragment variable de l'anticorps Fetal bovine semm, sérum de veau foetal Fragment cristallisable de l'anticorps Glycoprotéine 63 Hemoglo bin, hémoglobine Hematocrit, hémotocrite High density lipoprotein, lipoprotéine de haute densité Hour, heure 50% inhibition concentration, concentration inhibant 50% Interleukine- 1 Desoxyribonucleic acid , acide désoxyribonucléique Acide désoxyribonucléique du kinétoplaste Kilogram, kilogramme 20(S)-Camptothécine liposomale Lipophosphoglycan Large unilamellar vesicle, liposome unilamellaire de grande taille Molar, molaire Mannose-fucose receptor, récepteur du mannose-fucose Milligram, milligramme Millilitre Multilamellar vesicle, liposome muitilamellaire Monocyte-phagocyte system, système monocyte-macrophage Nanomolar, nanomolaire Organisation Mondiale de la Santê Polye thylène glycol Protéine kinase C
RBC: RES:
S m TOPO-1: T o p E pci:
ril: Cim: WH: WBC: WHO:
Red blood cell, globules rouges Reticuloendotheliai system, système réticulo-endothélial Srnall unilamellar vesicle, Iiposome unilamellaire de petite taille Topoisornérase 1 Topoisornérase II Microcurie Microlitre Micron Virus de l'immunodéficience humaine White blmd cell, globules blancs World Health Organisation, Organisation mondiale de la santé
CHAPITRE 1
INTRODUCTION GENÊRALE
Chapitre 1: Introduction générale 2
Les maladies tropicales constituent un grave problème dans les pays en voie
de développement. Elles comprennent les infections a protozoaires (malaria,
leishmaniose, trypanosomiase), à helminthes (schistosomase, filariose,
onchocearcose) et à mycobactéries (tuberculose). Près de la moitié des 500
millions d'individus affectés par ces maladies tropicales souffrent d'infections
parasitaires (Remme et al., 1993). Les taux de mortalité associés à ces
maladies sont élevés. La leishmaniose se trouve au septième rang des
maladies tropicales affectant le plus grand nombre d'individus (Rernme et al.,
1993).
En premier lieu, mon mémoire traitera de la description de la leishmaniose et
de l'agent causal de la maladie, des traitements conventionnels, des
caractéristiques la camptothecine et en dernier lieu de l'utilisation de la
camptothecine liposomale dans le traitement de cette maladie.
Chapitre 1: Introduction générale 3
1.2.1 Statistiques et historique
L a leishmaniose est une maladie parasitaire dont l'agent causal est
Leishmania. Ce parasite est un protozoaire flagellé de la famille des
Trypanosomatidae de l'ordre des Kinetoplastidae. II cause des infections chez
les mammifères dont l'homme. Plus de 12 millions d'individus dans le monde
en sont affectés et 400 000 nouveaux cas sont diagnostiqués chaque année
(Ashford et al., 1992). L'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) estime que
350 millions d'individus risquent d'être infectés par l'une ou l'autre des
espèces de Leishmania. A ce jour, la leishmaniose est présente sur 4
continents et est à l'état endémique dans 88 pays dont 72 sont des pays en
voie de développement (OMS, 2000).
Bien que cette maladie est connue depuis des siècles, une des descriptions
les plus exhaustives de la leishmaniose cutanée a été faite par Russell en
1756. Dans le nouveau monde, constitué des Amériques, cette maladie fut
connue sous plusieurs noms dont l'ulcère d'Alep, le mal des vallées et le mal
des Andes. Lorsque les muqueuses étaient touchées, elle était surnommée la
lèpre blanche (Peters, 1988).
Dans l'ancien monde, constitue de l'Afrique, l'Asie et l'Europe, le terme kala
azar, signifiant fièvre noire, était attribue à la leishmaniose viscérale. En
1901, Leishman identifia les micro-organismes dans la rate d'un patient
ayant succombé à l'infection. En 1903, Donovan les différencia des
trypanosomes mais ce n'est que plus tard que Ross associa ce parasite au
kala azar. Ces organismes héritèrent du nom de Leishmania donovani (Peters,
1988).
Chapitre 1: Introduction générale 4
1.2.2 Les diverses formes de la leishmaniose
II existe trois formes de leishmaniose, toutes causées par le protozoaire du
genre Leishrnania mais par des espèces différentes. Le tableau 1 présente les
espèces et sous-espèces de Leishrnunia associées aux différentes formes de
leishmaniose. Le tropisme des différentes espèces pour leurs différents tissus
n'est, à ce jour, pas encore élucidé.
La leishmaniose cutanée est principalement causée par l'espèce L. major. La
forme cutanée se manifeste par une papule à l'endroit de la piqûre pour
ensuite créer un ulcère (El-Safi et al., 1991). Plus souvent qu'autrement, la
lésion se résorbe suite à une réponse immunitaire appropriée. Ces individus
seront, par la suite, immunisés contre cette maladie s'ils y sont exposés a
nouveau (Wright et El Amin, 1989). Toutefois, lorsque la réponse
immunitaire est insuffisante, les ulcérations cutanées peuvent s'étendre pour
couvrir une partie du corps plus grande et laisser des cicatrices. A ce stade,
la maladie porte le nom de leishmaniose cutanée diffuse (Magill, 1995).
La leishmaniose mucocutanée est principalement causée par L. brasiliensis
(Evans, 1993). Elle débute, elle aussi, par une lésion devenant ulcereuse a
l'endroit de la piqûre. Les lésions uIcéreuses s'étendent aux muqueuses du
nez, de la bouche et du pharynx pour aboutir à une destruction tissulaire
partielle ou totale (Evans, 1993; OMS, 2000).
L. donovani, espêce responsable de la leishmaniose viscérale (kala-azar) chez
l'homme et le chien, a comme synonyme L. infanhm dans le cas de la
leishmaniose splénique infantile méditerranéenne, La maladie débute par
une papule à l'endroit de la piqûre. L'invasion des viscères se fait sur
plusieurs mois pendant lesquels le malade maigrit et s'affaiblit. Cette forme
de la maladie se caractérise par de fortes poussées de lièvre intermittentes,
une anémie, une hypertrophie du foie, de la rate et des ganglions (Pearson et
Chapitre I: Introduction générale 5 - - .
Sousa, 1990). Dans presque la totalité des cas, en absence de traitement, la
mort s'en suit. Chez les sujets traités, une leishmaniose cutanée post kala-
azar se manifeste un à deux ans après l'infection sous forme de nodules
cutanés (Blackwell et Plant, 1986).
Table 1 Espèces de Leishmania associées aux différentes formes de
leishmaniose.
1 Forme de leishmaniose
Cutanée
Espèce
L. aethiopica*
L. brasiliensis
L. major
L. mexicana*
;. brasiliensis
,. donovani
Sous-espèce
L. b. guyanensis
L. b. panamensis
L. m. amazonensis
L. m. garnhami
G. m. mexicana
I. m. pfanoi
5. m. venezuelensis
;. b. brasiliensis
,, d. donovani
,. d. infantum**
Note : leishmaniose cutanëe et cutanée diffuse
** leishmaniose viscérale infantile
Chapitre 1: Introduction générale 6
1.2.3 Répartition géographique des divemes leishmanioses
La figure 1 montre la répartition mondiale des diverses formes de
leishmanioses. Les leishmanioses sont retrouvées dans l'ancien monde
(Afrique, Asie, Europe) et dans le nouveau monde (Amériques). Les différentes
formes de cette maladie sont retrouvées dans les régions tropicales de ces
continents.
Dans l'ancien monde, le Soudan, le Kenya, le Sénégal et le Congo sont les
pays les pIus touchés de l'Afrique. La forme viscérale et cutanée y sont
présentes (Evans, 1993). La région du bassin méditerranéen est
principaIement touchée par la forme cutanée (nord de l'Afrique) et par la
forme viscérale (sud de l'Europe) (Dedet et Pratlong, 2000). La forme cutanee
prédomine dans la région du centre asiatique (l'Anatolie et les régions
environnantes) alors que la forme viscérale affecte l'Asie du sud-est
(Birmanie, Ceylan, Chine, Indes et Thaïlande) (Magill, 1995).
Dans le nouveau monde, l'Amérique centrale est principalement touchée par
la leishmaniose cutanée abrs que la L'Amérique du Sud est affectée par la
forme mucocutanée mais aussi cutanée et viscérale (Evans, 1993).
Chapitre 1: Introduction génerale 7
Fi- 1: Répartition mondiale des diverses formes de leishmaniose. Les
zones ombragees indiquent les régions affectées par la maladie.
1.2.4 Cycle cellulaire de Ldshmonia
La figure 2 schématise le cycle cellulaire du parasite Leishmania. Le parasite
du genre Leishmania est un protozoaire de la famille des Trypanosomatidae.
Quelque soit l'espèce de Leishmania, deux stades développementaux
caractérisent son cycle de réplication. Ce parasite est transmit par
l'intermédiaire d'un vecteur nommé la mouche de sable. Cet insecte pique
une personne par heure et une piqûre sur 300 000 cause la leishmaniose
(Ashford, 1988). Dans l'ancien monde, c'est Ia mouche de sable du genre
Phlebotornus qui transmet Ia maladie à divers mammifères alors que dans le
nouveau monde, il s'agit du genre Lutzomiya (Ashford, 1996).
1.2.4.1 Stade amasiiaote
Lors du repas sanguin chez l'hôte, la mouche de sable rejete des parasites
dans la circulation sanguine. Ces derniers se retrouvent ensuite à l'intérieur
Chapitre 1: Introduction générale 8
des neutrophiles et des cellules phagocytaires mononuclées. Ce n'est
toutefois qu'à l'intérieur des phagolysosomes des macrophages que les
parasites survivent. Les prornastigotes se différencient sous la forme
amastigote plus adaptée et résistante au pH acide de 4.3 et à la température
élevée de 37°C (Moore et Matlashewski, 1994). Ce stade intracellulaire
obligatoire est de forme arrondie mesurant de 2 à 3 pm de diamètre, non
flagellé et non mobile (Bard, 1989; Wright et El Amin, 1989).
Figure 2: Cycle cellulaire de Lekhanid Le schéma montre la
transmission de la maladie d'un mammifère a un autre par
l'intermédiaire de l'insecte vecteur (la mouche de sable).
1.2.4.2 Stade promasdibote
Lorsqu'une mouche de sable femelle saine prend un repas sanguin chez cet
hôte infecté pour nourrir ses (EU&, elle absorbe des macrophages contenant
Chapitre 1: Introduction générale 9
des parasites sous sa forme amastigote. Ces amastigotes se différencient
sous le stade promastigote dans l'intestin de l'insecte afin de s'adapter à
l'augmentation du pH et à la diminution de la température. En effet, le pH
environnant est de 7.3 et la température de 25°C.
11 existe plusieurs morphotypes de promastigotes dont le pararnastigote,
l'haptomonade, le promastigote infectieux et finalement le nectomonade qui
se retrouvent a différents niveaux du tube digestif du vecteur (Schlein et al.,
1987; Schlein et al., 1992). C'est à cet endroit que les promastigotes non
infectieux (stade logarithmique) se multiplient. À la fin de la réplication, les
parasites deviennent infectieux (stade métacyclique) (Mahoney et al., 1999)-
Le promastigote est de forme allongé et très mobile grâce à son flagelle
antérieur. Les cellules mesurent de 12 à 16 pm de longueur et de 1,5 à 3,s
pm de largeur (Bard, 1989). Les promastigotes métacycliques (infectieux) ont
acquis des caractéristiques les rendant pIus vinilen ts et leur permettant
d'infecter efficacement leur ho te. Parmi ces caractéristiques se retrouvent
I'augmentation de la résistance a la lyse, une augmentation de l'expression
de la protéine de surface gp63 et du lipophosphoglycan (LPG) (Handman et
Goding, 1985; Mahoney et al., 1999). Ces dernières molécules ont plusieurs
fonctions dont celle de se lier aux cellules phagocytaires de l'hôte permettant
ainsi l'infection (Handman et Goding, 1985; Russell et Wilhelm, 1986). Les
promastigotes métacycliques migrent par la suite vers les structures
buccales de l'insecte (Pimenta et al., 1992). Des parasites sont rejetés dans la
circulation sanguine de Ibôte lors d'un repas sanguin subséquent. Le cycle
cellulaire est alors complété.
Chapitre 1: Introduction générale 10
1.2.5 Facteurs impliqués dams l'infection
Le promastigote infectieux posedent des molécules de surface qui lui permet
de se lier aux macrophages en plus d'échapper à certaines composantes du
système immunitaire. Les plus importantes dans la liaison aux macrophages
sont la glycoprotéine gp63 et le lipophosphoglycan (LPG). Une fois phagocyté,
le parasite Leishmania, transformé sous sa forme amastigote, passe au stade
de réplication au cours duquel tes topoisornérases entrent en jeu.
1.2.5.1 Molécules implisuées dans la liaison aux rnacrophaaes
i ) La glycoprotéine gp63: L'infectivité du promastigote infectieux (phase
stationnaire) est corrélée avec l'augmentation de l'expression de la
glycoprotéine gp 63. La gp 63 est une protease glycolipidique qui joue un r6le
crucial dans l'initiation de l'infection. Elle permet au promastigote de se Iier
aux récepteurs du mannose-fucose (MFR), de la fibronectine (FnR) et du
composant du complement 3 (CR3) a la surface du macrophage (Bogdan et
Rollinghoff, 1998; Russell et Talamas-Rohana, 1989). Ces liaisons
entraîneront la phagocytose du parasite et l'infection de la cellule. La gp 63
possède une activité enzymatique qui lui permet d'inactiver plusieurs
composantes du complément (C3, CS et Cg) en les phosphorylant. Les voies
classique et alternative de la cascade du complément sont alors inhibées
(Hermoso et al., 199 1; Sacerdoti-Sierra et al., 1997). Chez l'arnastigote, elle
facilite la survie a l'intérieur des phagolysosomes.
ii) Le l@ophosphoglycan: Le lipophosphoglycan (LPG) est un glycoconjugué
qui recouvre plus de 25% de la surface du parasite (Wright et El Amin, 1989).
Il facilite l'attachement du promastigote au macrophage en se liant au
récepteur du troisième composant du complément (CR3) et au récepteur du
mannose-fucose (MFR) (Blackwell, 1985; Bogdan et Rdlinghoff, 1998). Le
Chapitre 1: Introduction générale 11
LPG joue deux autres rôles importants; soient la liaison du promastigote a
l'épithélium intestinal de la mouche de sable et la protection de l'amastigote
dans les cellules phagocytaires (Sacks et ai., 2000; Wright et El Amin, 1989).
A l'intérieur du phagolysosome, le LPG protège le parasite des enzymes
hydrolytiques comme la P-galactosidase en agissant comme une bamère
physique (Bogdan et Rôllinghoff, 1998). IR LPG diminue aussi l'activité de la
PKC menant à la réduction de la chimiotaxie et de la production de
l'interleukine- 1 (IL- 1) (Descoteaux et Turco, 1993).
1.2.5.2 To~oisomérases et rêpiication
A l'intérieur du phagolysosome, les parasites doivent non-seulement contrer
les mécanismes de défense de la cellule phagocytaire mais doivent également
s'y répliquer pour produire une infection active. Les gènes importants,
comme le gène A2 (Charest et Matlashewski, 1994; Zhang et Matlashewski,
1997) jouant un rôle dans la survie chez les vertébrés et 1'ATPasel b (Meade
et al., 1989) essentiel dans le maintien du pH interne neutre, seront
répliqués, transcrits puis traduits pour produire les protéines nécessaires à
la survie intracellulaire du parasite.
Les topoisomérases ont un rôle essentiel dans la replication, la
recombinaison et la transcription de I'ADN (Wall et al., 1986). Ces enzymes
nucléaires forme un lien non-covalent avec I'ADN double brin. Elles coupent
ensuite les liens phosphodiesters de l'ADN et entraînent la relaxation pour
permettre la réplication (D'Arpa et al., 1990; Malonne et Atassi, 1997). Elles
liguent aussi les brins à la fin de la réplication (Kjeldsen et al., 1992). Le ou
les brins d'ADN sont coupés suite à une transestérisfication pendant laquelle
l'enzyme forme un lien phosphotyrosyl covalent avec l'ADN via le site actif de
la tyrosine (Wang, 1996).
Chapitre 1: Introduction générale 12 . ..
Les topoisomérases peuvent ëtre divisées en deux classes soient la
topoisomérase 1 (Topo-1) et la topoisomérase II (Topo-II). L a Topo-1 est un
monomère qui coupe un seul brin et qui catalyse la relaxation de la double
hélice par rotation des segments d'ADN (Wang, 1996). La Topo-II est un
homodimère qui catalyse la relaxation de l'ADN en coupant les 2 brins
(Gellert, 198 1). Il existe deux types de Topo-1 soient, le type IA qui est présent
chez les procaryotes (bactéries) et le type IB qui est présent chez les
eucaryotes (Broccoli et al., 1999).
Les topoisomérases 1 et II ont été détectées chez plusieurs trypanomastidea
tel chez Leishmania donovani (Chakraborty et al., 1993; Melendy et Ray,
1987). Chez plusieurs kinetoplastidae, l'activité de la Topo4 est retrouvee au
niveau de I'ADN mitochondrial (appelé ADN du kinetoplaste; kDNA) et
nucléaire alors que l'activité de la Topo-II n'est retrouvée qu'au niveau de
l'ADN mitochondrial (Bodley et Shapiro, 1995). 11 a été démontré que I'ADN
du kinétoplaste n'est pas nécessaire à la survie du parasite (Burri et al.,
1996). Les résultats obtenus par Bodley et al. révèlent que l'activité de la
Topo-l est détectable dans les mitochondries et le noyau du parasite
Leishmania (Bodley et al., 1995).
1.2.6 Modilles animaux d'infection
Il existe plusieurs modèles animaux pour produire une infection in vivo dans
le but d'effectuer des recherches. Le choix de l'animal pour produire une
véritable infection est capital pour la réussite de l'étude puisque les
pathogènes n'infectent qu'un nombre limité d'hôtes et d'animaux. Dans le
cas de l'infection à Leishmania donouani, les deux modèles animaux les plus
couramment utilisés pour effectuer des recherches sur Ia leishmaniose
viscérale sont la souris BALB/c et le hamster doré (Mesocricetus auratus)
Chapitre 1: Introduction générale 33
liposomale (à une dose de 0.8 mg/kg) s'accumule 100 fois plus dans le foie et
8 fois plus dans la rate que la drogue libre (Paul et aL, 1997). Dans le cas de
l'injection intrapéritonéale, l'incorporation du PEG dans les liposomes permet
de diffuser plus aisément la cavitk péritonéale afin de rejoindre la circulation
puis le foie et la rate (Bestman-Smith et al., 2000; Gregoriadis, 1995). Cette
molécule permet de prolonger la durée de vie des liposomes avant d'être
captés par les cellules du système réticulo-endothélial (Lasic, 1998). Ceci
permet une longue durée d'action du médicament et des administrations
moins fréquentes (Désormeaux et Bergeron, 1998).
Les traitements des maladies parasitaires comme la leishmaniose viscérale
engendrent de hauts niveaux de toxicité et des risques de surdosage. De
plus, la biodisponibilité de ces médicaments est souvent faible étant donné
leur liaison aux protéines plasmatiques, leur dégradation protéolytique et
leur faible pénétration dans les cel1ules infectées. L'encapsulation de ces
médicaments dans les liposomes pourrait améliorer leurs propriétés
pharmacologiques ainsi que le ciblage du foie et de la rate. Ainsi, il est
possible de concentrer les médicaments a l'intérieur de ces organes pour
augmenter l'efficacité et réduire la toxicité reliées à ces derniers (Croft, 1986).
L'équipe du Dr. Alving a démontré que I'encapsulation de l'antimoine dans
des liposomes réduisait substantiellement sa toxicité et augmentait
l'efficacité contre la leishmaniose de 700 fois comparativement a l'antimoine
libre (Alving et al., 1978). A ITnstitut Indien de Biochimie à Calcutta, il a été
démontré que des liposomes greffés de mannose contenant des pentamidines
permettaient de diminuer la charge parasitaire au niveau de la rate de 85%
comparativement à 47% et 19% pour les liposomes conventionnels et la
drogue libre (Bane jee et al., 1996). Ici, le mannose permet de cibler les
récepteurs de mannose sur les macrophages. Par ailleurs, l'utilisation d'une
formulation liposomale d'amphotéricine B a permis d'augmenter l'efficacité,
Chapitre 1: Introduction générale 13
(Anjili et al., 1996; Baumann et al., 199 1). Les souris sont habituellement
infectées par une injection de parasites dans la veine de la queue alors que
chez les hamsters, les parasites sont injectés par voie intracardiaque
(Banerjee et al., 1996; Baumann et al., 199 1 ) .
Chapitre 1: Introduction générale 14
1.3.1 Les traitements conventionnels
Les trois catégories de médicaments les plus utilisées pour traiter la
leishmaniose viscerale sont les suivantes : les dérivés d'antimoine,
l'arnphotéricine B et les diamidines-pentamidines. Or, les drogues utilisées
dans le traitement de la leishmaniose sont souvent toxiques, présentent des
problèmes d'efficacité variable et de résistances et possèdent des limitations
comme de longues périodes d'administration parentérale (Croft, 1999).
1.3.1.1 Les dénués d'antimoine
i) Description : L'antimoine est un élément atomique (Stibium, Sb). Les
catégories d'antimoine les plus connues sont les dérives pentavalents comme
le gluconate de sodium d'antimoine (~lucantime@) et le meglumine
d'antimoine (pentostamQ) et les dérivés trivalents. Tous ces médicaments
sont présentement utilises pour traiter la leishmaniose à l'exception des
dérivés trivalents qui sont inefficaces et toxiques (Henvaldt et Berrnan, 1992)-
itj Mode d'action : Le mode d'action de l'antimoine sur le Leishmania n'est pas
parfaitement élucidé. Lfiypothèse la plus probable est la stabilisation d'un
complexe clivable d'ADN - topoisornerase dans les parasites (Chakraborty et
Majumder, 1988; Lucumi et al., 1998). La topoisomérase a pour fonction de
cliver un (ou les deux) brin d'ADN menant à une relaxation qui permettra la
réplication et la liaison des brins une fois la réplication terminée (Uehling et
al., 1995).
iii) Traitement : Le traitement est d'une durée approximative de 20 jours. Ces
traitements contre la leishmaniose viscérale sont administrés par voie
intramusculaire.
Chapitre 1: Introduction génëraIe 15
iv) Effets indésirables et inconvénients : Une toxicité cumulative engendrée
par la conversion du dérivé pentavalent en dérivé trivalent in uiuo (Sereno et
al., 1998). Les symptômes suivants peuvent mener à l'arrêt du traitement :
myalgie, douleurs articulaires, anorexie et dysfonctionnement hépatique. Un
empoisonnement caractérisé par de la fièvre et une toxicité neurologique,
hépatique, pancréatique, cardiaque (arythmie fatale) et rénale peut survenir
chez certains patients (Berman, 1988; de Lalla et al., 1993; Olliaro et
Bryceson, 1993). Chez les enfants et chez les patients souffrant
d'embonpoint ou ayant des lésions au foie, au cœur ou aux reins, le
traitement est contre-indiqué. Des êtudes rkcentes ont démontré que les
doses d'antimoine pour traiter la leishmaniose viscérale doivent être plus
élevées qu'auparavant (Anabwani et al., 1983; Thakur et al., 1988).
Actuellement, après un traitement à l'antimoine, les cas de rechute et de
résistance sont fréquents (de Rossel1 et al., 1992).
En effet, les traitements nécessitent des doses de plus en plus élevées
d'antimoine et les cas d'échec a ce traitement de première ligne augmentent
en flèche en Asie (Lira et al., 1999). La résistance semble être causée par plus
d'une mutations. Elle implique une amplification des gènes codant pour la
régulation de la biosynthèse des thiols, ce qui se traduit par une
augmentation du trypanothione, un des thiols réduits le plus important chez
les Trypanomastidae (Haimeur et al., 1999). Il y a aussi amplification des
gènes codant pour le transporteur ABC PgpA impliqué dans le transport du
médicament (Kundig et ai., 1999). Le gène ORF19 confère aussi un haut
niveau de résistance a l'antimoine mais le mécanisme conféré par ce gène est
encore peu compris.
Chapitre 1: Introduction générale 16
i) Description : L'amphotéricine BI un antibiotique polyène macrolide produit
par Streptomyces nodosus (Deneshmed et Warnock, 1983), permet de traiter
non seulement les infections fongiques, mais aussi les infections
parasitaires. Les médicaments de cette classe les plus utilisés
commercialement sont Fungizonea et la forme tiposomale (~rn~isome@). La
forme liposomale réduit les effets indésirables de l'arnphotéricine B (Paul et
aL, 1997). Des cas de leishmaniose viscérale résistante à l'antimoine ont été
traitées avec succès avec cette dernière formulation (Maingon et ai., 1995).
ii) Mode d'action : L'amphoténcine B se lie aux stérols, surtout à l'ergostérol,
de la membrane plasmatique du parasite menant à la formation de pores par
lesquels les ions s'échappent (Ramos et al., 19961. Cette fuite d'ions mène à
la destruction du parasite (Ali et al., 1997).
iii) Traitement: La durée du traitement varie en fonction du résultat.
L'administration est parentérale et l'infusion doit être donnée sur une période
variant de 8 à 10 h a tous les 2 jours (Olliaro et Bryceson, 1993).
iv) Effets indésirables et inconvénients : Sa toxicité aiguë et son faible index
thérapeutique restreint son utilisation pharmacologique (Yardely et Croft,
1997). La faible tolérance locale et systémique (fièvre, anémie,
thrombocytopenie, phlébite, convulsion, anaphylaxie, insuffisance rénale), la
néphrotoxicité, l'arythmie cardiaque et l'administration intraveineuse de
longue durée rend l'utilisation de ce médicament aussi moins intéressante
(Mullen et al., 1997; Sawaya et al., 1995). Pour ces raisons, l'arnphotéricine B
n'est utilisé que dans les cas d'échec au traitement a l'antimoine (Bryceson,
1987).
Chapitre 1: Introduction générale 17
L'ergostérol, la principale cible de l'arnphotéricine B, est absent chez les
lignées de parasites résistants a ce médicament (Mbongo et al., 1998). Cette
modification est aussi accompagnee dpune augmentation de la fragilité et de
la fluidité de la membrane ainsi que d'une surexpression de la glycoprotéine
P (Espuelas et al., 2000).
1.3.1.3 Les diamidines et les pentamidines
i) Lkscnption: La série des diamidines aromatiques sont des composés
hypoglycémiques. Les molécules de cette famille possèdent toutes une chaîne
centrale alkane (Sands et al., 1985). Les deux sels de pentamidine utilisés
sont le mesylate de pentamidine (hmidinem) et I'isothionate de pentamidine
(Sands et al., 1985).
ii) Mode d'action : Le mode d'action de ces médicaments n'est encore que
partiellement compris toutefois, ils entraînent des bris dans le complexe
d'ADN mitochondrial du kinétoplaste et entraînent la fragmentation de Ia
membrane (Croft et Brazil, 1982).
iii) 7hiternent: La durée du traitement varie d'un mois et demi à 6 mois.
L'injection intramusculaire du médicament se fait tous les 2 jours (Olliaro et
Bryceson, 1993).
iv) Effets indésirables et inconvénients : L'utilisation de ces médicaments est
limitée à cause de la faible tolérance locale (douleur et abcès) et des effets
indésirables comme la cardiotoxicité manifestée par de l'hypotension
artérielle et de la tachycardie, l'hématotoxicité caractérisée par une anémie,
une leucopénie et une thrombocytopénie, la néphrotoxicité, l'hypoglycémie et
le diabète irréversible (Bouchard et al., 1982). Ces médicaments sont
efficaces pour traiter les cas résistants à l'antimoine mais sont trop toxiques
Chapitre 1: Introduction générale 18
pour être considérés comme un premier plan de traitement (Oliiaro et
Bryceson, 1993).
11 existe toutefois des cas de résistances aux pentamidines. 11 semble que
cette résistance ne serait pas liée à la résistance aux autres médicaments.
Elle implique des mécanismes spécifiques dont une diminution des sites de
liaison du médicament s'expliquant par la diminution de régions riches en AT
dans l'ADN du kinétoplaste [Basselin et al., 1998). Aussi, chez les
promatigotes résistants aux pentamidines, les membranes cytoplasmiques et
mitochondriale sont fortement dtérées. Ceci se traduit donc par une
diminution de la pénétration du médicament à l'intérieur du parasite et de la
mitochondrie, une augmentation de son expulsion et une altération ou la
perte de sa cible intracellulaire (Basselin et al., 1997). Il y a donc diminution
de la concentration de pentamidine ii l'intérieur de la mitochondrie; une cible
importante de ce mëdicament.
1.3.1.4 Les autres traitements
L'utilisation des autres traitements contre la leishmaniose viscérale est
moins fréquente. Des antifongiques autres que l'amphotéricine B peuvent
aussi présenter une efficacité intéressante comme le kétoconamle (~izoral')
qui démontre une bonne activité in vitro et qui s'est revélë aussi efficace que
l'antimoine dans le cas de leishmanioses cutanées sud-américaines mais
efficace que chez un petit nombre de patients atteints de la leishmaniose
viscérale (Olliaro et Bryceson, 1993). L'allopurinol (~~lor ic@), un analogue de
l'hypoxantine, peut être utilise seul ou en combinaison avec l'antimoine
durant une période de 2 à 8 semaines et prévient l'apparition de
leishmaniose cutanée après le traitement. L'aminosidine (~aromomycine~) est
un antibiotique de la famille des aminosides qui présente une grande
efficacité contre la leishmaniose viscérale et une faible toxicité. Malgré le fait
Chapitre 1: Introduction générale 19
qu'il potentialise I'effcacite de l'antimoine, Iorsqu'utilisé en concomitance,
son utilisation n'est pas généralisée (Chunge et al., 1990). 11 existe aussi des
mécanismes de résistance à la ~aromom~cine" qui s'expliquent par une
diminution de l'incorporation du médicament à l'intérieur du parasite causée
par une altération de la composition membranaire (Maarouf et al., 1998).
Bien qu'il existe des médicaments pour pallier aux résistances a l'antimoine,
ces traitements sont souvent insatisfaisan ts et toxiques. De plus, puisque
l'incidence de la maladie est sans cesse grandissante, la demande pour
trouver d'autres molécules efficaces est grande.
1.3.2 La camptothécine
i) Description : La camptothecine est un alkaloide isole de l'arbre chinois
Camptotheca acuminata pour la première fois par Wall (Wall et al., 1986). ta
20(S)-camptothécine (CPT), dont la structure est illustrée a la figure 3, est la
molécule primaire à partir de laquelle d'autres molécules ont été dérivées
pour faire de la camptothecine un médicament plus hydrosoluble et moins
cytotoxique. Parmi ces molécules se trouvent, la 9-aminocamptothécine, la 9-
nitrocamptothecine, et deux dérivés de la 1 0-hydroxy-campto thëcine soit
I'irinotécan, ou CPT- 1 1 (camptosar@) et le topotécan ( ~ ~ c a m t i n q .
ii) Indication : Ce médicament a une activité anticancéreuse (leucémies et
tumeurs) (Miki et al., 1998; Wiseman et Markham, 1996). camptosara est
utilisé pour traiter le cancer du colon et ~ ~ c a m t i n @ , le cancer des ovaires.
Les applications à d'autres cancers sont présentement à l'étude comme le
cancer du sein (Clements et al., 1996; Jones et al., 1997). Ce médicament est
administré par infusion intraveineuse.
La CET inhibe aussi la réplication des promastigotes kishmania donouani in
vitro (Bodley et Shapiro, 1995). Une concentration de 2'2 )rM de 2019-
Chapitre 1: Introduction générale 20
camptothécine est cytotoxique pour 50% des promastigotes kishmania
donovani in uitro après 48 h d'incubation (Bodley et al., 1995). Ceci suggère
que la CPT pourrait aussi avoir des applications dans le traitement de la
leishmaniose.
iii) Raitement : Les 2 médicaments commerciaiisés, soit ~ a m ~ t o s a r @ et
~ ~ c a m t i n " , sont administrés respectivement comme suit : une perfusion
intraveineuse de 90 minutes par semaine pendant 4 semaines suivi de 2
semaines de repos (Iyer et Ratain, 1998; Wiseman et Markham, 1996) et une
perfusion intraveineuse de 30 minutes par jour pendant 5 jours suivi de 16
jours de repos (Iyer et Ratain, 1998). Dans les études précliniques,
l'administration intrapéritoneale de la CPT chez la souris est plus efficace et
moins toxique que l'administration intraveineuse (Guichard et al., 1998).
iv) Mode d'action : La CPT est un inhibiteur de topoisomérase IB (Hsiang et
al., 1985). Chez le parasite Leishmania, la topoisornerase 1 est une bonne
cible puisqu'elle permet la réplication de l'ADN nucléaire nécessaire à sa
survie. La CPT se lie à la topoisomerase 1 pour former un complexe CPT - topoisomérase 1 - ADN (Hsiang et al., 1989). Cette association empêche la
topoisomérase 1 de religuer les simples brins précédemment coupés. Lorsque
la fourche de réplication de I'ADN rencontre le complexe, il en résulte un bris
des deux brins d'ADN et par conséquent, un arrêt de la réplication de I'ADN
(Hsiang et al., 1989). te complexe clivable mène finalement a la mort du
parasite (Ray et al., 1998).
v) Caractéristiques biochimiques : La CPT est métabolisée au niveau du foie et
des tumeurs (dans le cas de traitement de tumeurs cancéreuses) en son
métabolite actif, le SN-38. La molécule de la CPT est composé de cinq cycles
dont un cycle lactone (Nabiev et al., 1998). Le cycle lactone [fermé) est
important pour pénétrer à l'intérieur de la cellule et pour interagir avec la
Chapitre 1: Introduction générale 2 1
topoisornérase I (Hertzberg et al., 1989). Or, le cycle lactone (CPT active)
s'hydrolyse (s'ouvre) rapidement et complètement en cycle carboxylate (CPT
inactive) dans les conditions physiologiques du sérum humain (pH 7.4, 37°C)
alors que l'hydrolyse est retardée dans le sang puisque le cycle lactone, très
hydrophobe, s'enfouit dans la membrane cellulaire des globules rouges. La
forme active (lactone) est donc retrouvée lorsque la CPT est dans une
solution à pH acide ou lorsque que le cycle est enfoui à l'intérieur d'une
membrane lipidique (Burke et Mi, 1994; Burke et al., 1992).
Forme Lactone Forme Carboxylate
Figure 3: Structure de la camptothécine sous sa forme lactone (active) et
sous sa forme carboxylate (inactive). Dans le cas de la 20 (9- camptothécine, les radicaux Ri, RZ et h sont des atomes
d'hydrogène. Les autres dérivés de la camptothecine portent des
Ra
H
H
'C2H5
radicaux différents.
RP
H
-CH2-N(CH&
H
Radicaux
Camptothécine
Topotecan
Irinotecan
R i
H
OH
CI. Of* O
Chapitre 1: Introduction générale 22
vi) Effets uidésirables et inconvénients : L'hydrolyse rapide de la forme Iactone
(active) de la CPT en forme carboxylate aux conditions physiologiques limite
le temps d'action de la drogue (Burke et Mi, 1994). Le traitement est
constitué de longues perfusions. Les effets indésirables de tous les dérivés de
la CPT sont l'anémie, la leucopénie, la neutropénie, la diarrhée tardive, la
destruction des villi composant la section intermédiaire de l'intestin, les
douleurs abdominales, les nausées et les vomissements (Erickson-Miller et
al., 1997; Shinohara et al., 1998; van Warmerdam et al., 1995; Wiseman et
Markham, 1996). Or, la destruction des villi ont lieu lors de traitements
chroniques à long terme alors que les modifications hématologiques
apparaissent rapidement.
La myéIosupression est reliée a une exposition prolongée et a une
concentration élevée de CPT et de ses dérivés dans la circulation sanguine
(Ohdo et al., 1997). L'hématotoxicité de la CPT est amplifiée lorsque l'activité
des topoisomérases 1 de l'ADN des cellutes de la moelle osseuse est
augmentée (Stewart et al., 1994). Les mécanismes intracellulaires impliqués
dans la toxicite sont les mêmes que ceux expliqués dans la section #Mode
d'action* ci-hau t (O hdo et al., 1997).
Au niveau de la toxicité intestinale et de la diarrhée, la CPC implique
plusieurs mécanismes. Tout d'abords, il y a la concentration élevée de la CPT
et de son métabolite actif (SN-38) au niveau de l'intestin ainsi que la durée
d'exposition des cellules de l'épithélium intestinal à ces molécules (Araki et
al., 1993; Kurita et al., 2000). Certaines cellules entrent en apoptose alors
que d'autres entrent dans un processus de différenciation cellulaire
(hypersécrétrices) (Ikuno et al., 1995). II semble que le métabolite SN-38 soit
plus impliqué que le médicament lui-mëme au niveau de la diarrhée
entrainée par la prise de ce médicament. En effet, l'inhibition de la P-
Chapitre 1: introduction générale 23
glucoronidase, enzyme impliquée dans le rnékbolisme de la CPT, engendre
un retardement et une diminution de cet effet indésirable. Par ailleurs, la
CFT entraitraine une augmentation de la prostaglandine Ez [PGE2) qui a pour
effet d'amplifier cet eRet secondaire. Cette augmentation de PGEz entraine
une augmentation du préristahisrne intestinal, une hypersécrétion de
mucus, une diminution de l'absorption des éIectrolytes causée par une
inhibition des pompes a sodium et à potassium et une sécrétion d'ions
chlorure (Kurita et al., 2000).
I l existe un problème, autre que la toxicité, dans l'administration de la 20(S)-
camptothecine. En effet son hydrophobicité la rend difficile à administrer.
Chapitre 1: introduction généraie 24
1.4 LESLIKISOMES
1.4.1 Historique
L'emploi de certains médicaments est souvent limité par leur faible index
thérapeutique, leur toxicité, leur faible spkcificité et leur courte durée
d'action dans le milieu biologique. t'utilisation des liposomes constitue une
approche intéressante pour réduire la toxicité, prolonger la durée d'action,
améliorer la biodistribution et la stabilité de ces médicaments (Lasic, 1993).
En 1965, Bangham et ses collègues ont observé qu'un mélange de
phospholipides naturels provenant de jaunes d'œuf, formait instanbnement
des vésicules en milieux aqueux (Bangham et al., 1965). Ces vésicules,
appelées subséquemment liposomes, encapsulaient une partie du soluté
dissout dans le milieu. Leur composition et leur structure semblable à celle
des ceflules s'est avéré un excellent modële pour étudier les structures et
[onctions des membranes biologiques (Bangharn et al., 1965). C'est au début
des années 1970 que lYutiIisation des liposomes comme transporteurs de
mo1écuIes et de médicaments comme des enzymes, des anticancéreux et des
antimicro biens a été suggérée (Gregoriadis, 1976).
Les premières études sur l'utilisation des liposomes comme véhicuIe de
medicament ont été decevantes : instabilité biologique de la membrane et
faible taux d'incorporation de la drogue (Lasic, 1998). L'appréciation des
liposomes dans le domaine de l'industrie pharmaceutique était en déclin. À la
fin des années 1980, les compagnies qui ont poursuivi leurs recherches pour
améliorer la composition des liposomes, ont aujourd'hui phsieurs
médicaments liposomaux sur Ie marche. En 1998, plus d'une vingtaine de
préparations antimicrobiennes et anticancéreuses étaient sur le marché ou
en cours d'études chiques avancées (Lasic, 1998). Des préparations
Chapitre 1: Introduction générale 25
Liposomaies d'amphoténcine B (~mbisome) , de doxorubicine (~oxil? et de
daunorubicine ( ~ a u n o ~ o m e @ ) sont commercialisées dans le traitement
d'infections fongiques et dans le traitement du cancer (Désormeaux et
Bergeron, 1998). Dans le domaine médical, les liposomes sont aussi utilisés
à d'autres fins comme l'immunomodulation, la thérapie génique et la
vaccination (Bergers et al., 1995; Torchilin, 1985). Les liposomes ont aussi
des applications dans l'industrie des cosmétiques. Ils entrent dans la
composition de nombreuses crèmes pour la peau et écrans solaires (Lasic,
1996).
1.4.2 Structure et composition des liposomes
La structure des liposomes contenant différents types de médicaments est
illustrée a la figure 4 (Lasic, 1992; Lasic, 1998). Les liposomes sont
généralement constitués de phospholipides. Les phospholipides sont
composés d'une tête polaire hydrophile et de deux chaînes non polaires
hydrophobes. Dans un milieu aqueux, ces lipides, de par leurs propriétés
amphiphiles, vont naturellement former une structure sphérique composée
de plusieurs bicouches lipidiques. Les têtes polaires sont orientées vers le
milieu aqueux extérieur et intérieur (cavité) alors que les chaînes
hydrocarbonées sont orientées les unes vers les autres de façon à fuir le
milieux aqueux (Lasic, 1992). En se formant, les liposomes incorporent du
milieu aqueux dans leur cavité, ce qui facilite l'encapsulation de
médicaments. Les médicaments hydrophiles se logent dans la cavité
intérieure du liposome, les médicaments hydrophobes s'enfouissent au
niveau de la membrane lipidique alors que les médicaments amphiphiles se
retrouvent de part et d'autre de la membrane lipidique (Gregoriadis, 1976).
De plus, des médicaments portant une charge peuvent s'adsorber au niveau
des têtes polaires,
Chapitre 1: introduction générale 26
Médicaments hydrophobes
Médicaments amphiphiles
Médicaments hydrophiles
Figure 4: Structure d'un liposome unilamellaire incorporant différents types
de médicaments.
1.4.3 Taille des liposomes
Les liposomes peuvent être constitués de plusieurs bicouches lipidiques
(MLV, multilameZlar vesicfes) ou d'une seule bicouche. Les liposomes
unilamellaires sont classés selon leur taille soit de grande taille (LUV, large
unilamellar vesicles) ou de petite taille (SUV, small unilamelfar vesicles). Les
petites vésicules de taille homogène (100 a 200 nm) ont de la facilite à passer
dans les petites fenestrations des vaisseaux et tissus favorisant ainsi une
meilleure distribution tissulaire que les liposomes de grande taille. Les petits
liposomes circulent aussi plus longtemps que les gros liposomes (1 à 3 pm)
puisque les interactions avec les protéines plasmatiques telles les opsonines
Chapitre 1: Introduction génerale 27
sont diminuées. Ces Liposomes sont par conséquent captés moins
rapidement par le système réticulo-endothélial (Gregoriadis, 1995). Toutefois,
les gros liposomes composés de plusieurs bicouches de lipides encapsulent
une plus grande quantité de médicament (Lasic, 1993). Or, les liposomes
mesurant entre 80 et 200 nm présentent un compromis entre les propriétés
biologiques des liposomes de petite taille et les proprietés physiques des
liposomes de taille supérieure [Lasic, 1998). Pour produire des liposomes
unilamellaires de cette taille et homogène, les deux méthodes considérées les
plus efficaces sont l'extrusion (passage sous pression sur membranes
poreuses) et la sonication (émission d'ultrasons) (Lasic, 1998).
1.4.4 Les differents types de liposomes
Les différents types de liposomes sont illustrés a la figure 5. Les liposomes
peuvent posséder une ou plusieurs couches de lipides, être composes de
lipides chargés ou neutres, être greffés de polyéthylène glycol ou d'anticorps
(Gregoriadis, 1991). Le comportement des liposomes in vivo dépend de leurs
caractëristiques (Lasic, 1996).
1.4.4.1 Li~osomes conventionnels
Les liposomes conventionnels possèdent généralement une courte demi-vie
plasmatique puisqu'ils sont capturés naturellement et rapidement par le
système réticulo-endothélial (RES) (Désormeaux et Bergeron, 1998). Le
ciblage passif des cellules du RES s'avère intéressant dans le traitement
d'infections affectant ces celIules (virus de l'immunodéficience humaine - VIH, le parasite Leishrnania, la bactérie Listena). Tout d'abord, les opsonines
se f ~ e n t a la surface des liposomes et facilitent la reconnaissance et la
phagocytose par les cellules du RES menant ainsi a l'accumulation au niveau
Chapitre 1: Introduction générale 28
du foie et de la rate (Gregoriadis, 1988; Senior, 1987). Les liposomes
conventionnels peuvent aussi être désintégrés et libérer leur contenu
prématurément suite à l'interaction des phospholipides avec les lipoprotéines
de haute densité (HDL) (Gregoriadis, 1995). Un autre inconvénient de cette
forme de liposomes est qu'ils ont tendance à s'accumuler au site &njection
et à s'agglomérer lors d'une administration par voie sous-cutanée.
L'introduction de phospholipides chargés comme le phosphatidylglycérol ou
le phosphatidylsérine augmente la stabilité des liposomes et prévient les
contacts entre eux et l'agglutination qui peut en résulter grâce aux forces
électrostatiques (Lasic, 1992). Ces phospholipides vont d'ailleurs favoriser
l'adsorption de médicament portant une charge opposée. Les liposomes
cationiques encapsulent efficacement l'ADN. L'ajout de lipides non chargés
comme le phosphatidylcholine et le cholestérol peut toutefois améliorer la
rigidité de la membrane lipidique et réduire l'adsorption des opsonines
ralentissant le processus de phagocytose (Gregoriadis, 1995).
1.4.4.2 Immunoliposomes
Dans le cas des infections touchant des tissus ne faisant pas parti du RES, il
est intéressant d'utiliser des moyens pour cibler spécifiquement les cellules
infectées, La f ~ a t i o n d'anticorps monoclonaux a la surface des Iipusomes est
un moyen efficace pour cibler certaines cellules et pour y libérer
spécifiquement le médicament (Allen, 1994; Allen e t Moase, 1996). Toutefois,
les immunoliposomes s'accumulent dans le foie et la rate puisque les
fragments Fc des immunoglobulines a la surface des liposomes stimulent le
RES via l'opsonisation (Debs et al., 1987; Wolff et Gregoriadis, 1984). Pour
diminuer l'immunogênicité de ce type de liposomes, il est possible d'enlever le
fragment Fc tout en conservant la spécificité avec le fragment Fab (Dufresne
et aL, 1999). De plus, la furation de molécules de polyéthylène glycol (PEG) à
Chapitre 1: Introduction générale 29
la surface de ces Liposomes réduit considérablement la capture par le RES et
allonge la demi-vie en circulation (Allen, 1995). Les immunoliposomes se sont
avérés intéressants pour cibler les cellules affectées comme dans le cas de
carcinomes ovariens (Kirpotin et aL, 1997) et driection au VIH (Bestman-
Smith et al., 2000).
1.4.4.3 Liposomes sténauement stabilisés
La demi-vie des liposomes étant encore insatisfaisante, certains chercheurs
se sont penchés sur L'ajout de molécules en surface. Plusieurs méthodes ont
étê développées pour prolonger leur demi-vie. La première méthode consiste
à ajouter des lipides, comme le choIestéro1, dans la bicouche lipidique pour
en augmenter la rigidité (Bakker-Wouden berg, 19%). Subséquemment, la
première génération de liposomes stériquement stabiIisés était basée sur un
principe différent soit sur le fait que l'acide sialique et les glycolipides
retrouvés à la surface des globules rouges et de certaines bactéries
empëchent l'agglomération des cellules et la reconnaissance par le système
immunitaire (Lasic, 1992). L'incorporation de glycolipides comme le
phosphatidylinositol hydrogéné (HPI) dans la bicouche lipidique ou la greffe
de molécules ressembIant à l'acide sialique (GM- 1, monosialoganglioside) a la
surface des liposomes ont permis d'augmenter le temps de circulation des
liposomes (Allen, 1994). L'hydrophilicité de ces molécules sont en partie
responsable du détournement du système immunitaire. L'inconvénient de ces
deux méthodes est qu'elles sont limitêes aux liposomes à membrane rigide
ou aux liposomes administrés en grandes doses (Allen, 1992).
Il y a quelques années, Ia venue de la seconde génération de liposomes
stériquement stabilisés (steakho) a apporté la solution à ce problème. Cette
stratégie basée sur la prêcédente s'appIique toutefois à tous les liposomes
indépendamment de la composition lipidique et de la dose (Bergers et al.,
Chapitre 1: Introduction générale 30 --
1995). L'ajout d'un polymère comme le PEG a la surface des liposomes attire
les molécules d'eau, repousse les lipoprotéines et les fragments C3b et iC3b
du complément prévenant ainsi la fiation des opsonines (Gregoriadis, 1995).
Ils détournent ainsi les cellules du système réticulo-endothélial (Allen, 1994;
Baker-Woudenberg, 1995) pour voir leur demi-vie en circulation prolongée
de 50 à 100 fois (Lasic, 1992). Malgré le fait que leur durée de vie est
augmentée, ils finiront par être phagocytés par les cellules phagocytaires
mais moins rapidement que les liposomes conventionnels (Désormeaux et
Bergeron, 1998; Lasic, 1998). Des concentrations entre 5 et 10 mol% de
PEG-2000 ont été déterminées comme étant idéales pour prolonger la demi-
vie des liposomes (Allen, 1994). Ces liposomes stériquement stabilisés, lors
d'une administration sous-cutanée, ont moins tendance a s'agréger au site
d'injection que les liposomes conventionnels et ont l'habileté a traverser les
épithélium pour rejoindre la circulation plasmatique (Bestman-Smith et al.,
2000; Gregoriadis, 1995).
De plus, lors d'une administration intrapêritonéale, le passage de la cavité
péritonéale est aussi facilité, Les liposomes sténquement stabilisés
s'accumulent d'ailleurs en plus grande quantité au site d'infection que les
liposomes conventionnels.
Chapitre 1: Introduction générale 31
Figure 5: Les différents types de liposomes
Les liposomes peuvent interagir avec les cellules de quatre façons possibles
(figure 6). Ils peuvent être ingérés par le processus d'endocytose et dégradés
à l'intérieur des lysosomes pour y libérer leur contenu (endocytose). Ils
peuvent fusionner leur membrane avec ceux de la membrane cellulaire pour
libérer directement le contenu à i'iitêrieur du cytoplasme (fusion). Ils
peuvent aussi échanger des lipides de leur membrane avec celle de la cellule
(échange de lipides). Les liposomes peuvent s'adsorber à la membrane
cytoplasmique et libérer son contenu dans le milieu extracelluiaire. Une
partie du médicament libérê peut alors diffuser à l'intérieur de la cellule
(adsorption).
Chapitre 1: Introduction générale 32
Endocytose JI;/ Fusion
Figure 6: v p e s d'interaction des liposomes avec les cellules.
1.4.6 Liposomes e t Leishmaniu
Le parasite Leishmania infecte les cellules du système réticulo-endothélial.
Puisque les liposomes sont naturellement captés par ces cellules, l'utilisation
de nouveau médicaments anti-Leishmania encapsules dans des liposomes
constitue une approche intéressante pour cibler les cellules infectées. Avec
cette méthode, le médicament se concentre davantage dans les tissus
infectés permettant ainsi de réduire le niveau de toxicité sur les autres
organes (Croft, 1986; Lasic, 1992; New et al., 198 1).
La biodistribution des Liposomes dépend de pIusieurs paramètres. Dans le
traitement de la leishmaniose viscérale, les administrations intraveineuse et
intrapéritonéale de la majorité des types de liposomes s'avèrent les meilleurs
modes d'administration puisqu'ils permettent d'augmenter 1'accumuIation de
la drogue dans les tissus riches en macrophages tels le foie et la rate (Hamie
et al., 1995; Senior, 1987). Paul et al. ont démontré que l'amphotéricine B
Chapitre I: Introduction genérale 34
de réduire la toxicité du médicament (Castagnola et al., 1996) et de traiter la
leishmaniose viscérale résistante chez des patients atteints du VIH (Davidson
et al., 199 1).
1.4.7 Liposomes stériquement stabilisés et camptothécine
Les études portant sur la camptothécine liposomale ne sont qu'au stade
préclinique; aucune formulation lipidique de cette drogue n'est encore sur le
marché. Toutefois, quelques études in vitro et in vivo portent sur des
formulations liposomales de 20(S)-camptothécine et de ses dérivés (Daoud et
al., 1995; Sadzuka et al., 1998; Subramanian et Muller, 1995). Les résultats
tendent tous a démontrer la supériorité de la forme liposomale par rapport a
la drogue libre. Présentement, aucune étude portant sur I'inhi bi tion in vitro
ou in vivo de Leishmania a l'aide de la camptothécine liposomale n'a été
menée. Les études traitent surtout de l'efficacité anticancéreuse, de la
toxicité, de la distribution tissulaire et de la stabilisation moléculaire.
La camptothécine liposomale administrée par voie intramusculaire inhibe,
tout comme la forme libre, le grossissement de la tumeur humaine
(carcinome de la poitrine et mélanome malin) greffée chez la souris (Daoud et
al., 1995). L'incorporation de la CPT-1 1 (derivé hydrosoluble de la CFT) dans
les liposomes-PEG augmente la concentration de drogue dans la tumeur
intestinale de 4.5 fois et améliore l'activité antitumorale de 2.6 fois. Cette
formulation est legèrement supérieure a la forme libre quant a la
concentration en CPT dans le foie et la formulation IiposomaIe
conventionnelle est supérieure de 3.4 fois. Par ailleurs, les problèmes
intestinaux comme la diarrhée qui sont des signes de toxicité associés au
traitement, sont aussi diminués (Sadzuka et al., 1998). Yang et al. ont
démontré que l'incorporation de la CPT dans les nanoparticules lipidiques
améliore l'accumulation dans le plasma, le foie et la rate respectivement de
Chapitre 1: Introduction générale 35
4.9, 8.2 et 6.7 fois par rapport a la drogue libre (Yang et al., 1999). De plus,
les travaux de l'équipe de CoIbern sur les tumeurs intestinales (tumeur du
colon HT29), démontrent une activité antitumorale supérieure de 20 fois à la
drogue libre lorsque l'inhibiteur de topoisomërase 1 GL17211C était
encapsulé dans les liposomes-PEG (Colbern et al., 1998). L'incorporation
dans les liposomes-PEG a toutebis augmenté de 4 fois la toxicité.
Des recherches menées par le département de génétique moléculaire à
l'Université de l'Ohio ont démontré que les liposomes sont un moyen efficace
pour délivrer le topotécan (dérivé hydrosoluble de la CPT) aux cellules
cancëreuses. Elles rapportent que le topotécan liposomal est 3 à 4 fois plus
efficace que la forme libre pour stabiliser le complexe ADN-topoisomérase 1 à
l'intérieur des cellules cancéreuses (Subramanian et Muller, 1995).
L'incorporation d'un dérivé de la CPT dans les liposomes-PEG permet de
protéger le cycle lactone (actif) contre la conversion en cycle carboxylate
(inactif) et d'empêcher la liaison avec les protéines plasmatiques (Burke et al.,
1993; Lundberg, 1998). La stabilisation du cycle lactone est d'autant
améliorée par une encapsulation dans des Liposomes dont la solution
aqueuse est acide (Burke et Gao, 1993). Toutefois, l'incorporation de la CPT
dans les Liposomes est dificile etant donné l'hydrophobicité de la molëcule
(Daoud et al., 1995), le maximum d'incorporation de la drogue étant de
l'ordre de 10% (Lundberg, 1998).
La camptothécine Iiposomale présente, en somme, plusieurs avantages par
rapport à la forme libre. Ces avantages peuvent non seulement être mis à
profit dans le traitement de tumeurs cancéreuses mais aussi dans le
traitement de la leishmaniose viscérale.
Chapitre 1: Introduction générale 36
Dans beaucoup de pays en voie de développement, les traitements sont rares
et souvent trop dispendieux pour une grande partie de la population. De
plus, l'émergence de résistance des parasites aux médicaments
conventionnels rend le problème des plus complexe. Actuellement, la
technologie de pointe permet d'effectuer des recherches sur ces maladies qui
mèneront au développement de nouveaux médicaments visant à réduire la
mortalité associée à ces pathogènes.
La prévalence sans cesse grandissante de la leishmaniose ainsi que
l'émergence de résistance aux anti-leishmania conventionnels démontre le
besoin urgent de développer de nouvelles drogues efficaces contre cette
maladie. La camptothécine est un candidat potentiel dans le traitement de
cette dernière étant donné qu'elle interfère avec la réplication de Leishmania
donovani in vitro. Toutefois, comme la majorité des drogues efficaces contre
les maladies parasitaires, cette drogue présente une grande toxicité pour les
cellules humaines. De plus, le cycle lactone qui lui confère son pouvoir
pharmacologique est rapidement hydrolysé en cycle carboxylate (forme
inactive) dans les conditions physiologiques. Pour pallier à ses inconvénients,
une stratégie visant à augmenter la concentration d'anti-parasitaires dans le
foie et la rate, qui sont les organes principalement touchés dans la
leishmaniose viscérale, pourrait permettre de réduire les effets cytotoxiques
et prolonger la demi-vie de la drogue.
Chapitre 1: Introduction générale 37
Le projet de recherche faisant l'objet de ce mémoire porte sur l'utilisation de
Ia carnptothécine encapsulée dans des liposomes dans le traitement de la
leishmaniose. L'objectif de mon projet de maitrise consiste a mettre a u point
une formulation stable de liposomes-PEG contenant de la camptothécine qui
permet d'inhiber in vitro et in vivo le parasite Leishmania donouani. Dans un
premier temps, nous avons évalué la rétention de la carnptothécine dans les
liposomes pour ensuite procéder aux mesures in vitro ayant pour but de
vérifier la toxicité de la camptothécine libre et encapsulée dans les liposornes-
PEG sur Ies promastigotes.
Dans un deuxième temps, nous avons évalué si I'encapsulation de la
camptothécine dans les liposomes-PEG augmentait l'accumulation dans les
organes riches en macrophages. Nous avons donc effectué la distribution
tissulaire de la drogue libre et encapsulée suite à l'injection intrapéritonéaie
et sous-cutanée chez la souris. Par la suite, nous avons évalué l'efficacité de
de la camptothécine libre (administrée par voies intraveineuse, sous-cutanée
et intrapéritonéale) et liposomale (administrée par voie intrapéritonéale) a
réduire l'infection à Leishmania donovani in vivo. Finalement, chez la souris,
la toxicité hématologique de la drogue libre et encapsulée administrée a été
évaluée chez la souris.
TRAITEMENT DE LA LEISHMMIOSE VISCERALE A L'AIDE DE LA cAMPTOTHÉCINE INCORPORÉE DANS LES LIPOSOMES
Ce chapitre reproduit le texte intégral d'un article intitulé heatmenf of visceraf leishmaniasis with sterically stabilized ltposomes containing
camptothecin par Marie-Eve Prouix, André Désormeaux, Jean-François Marquis, Martin Olivier et Michel G. Bergeron (soumis pour publication dans
Antimicro bial Agents & Chemotherapy).
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la campto- 39 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
L'efficacité de la 20(Sj-camptothécine (CPT) libre et encapsulée dans des
liposomes stériquement stabilisés, a été évaluée in vitro sur les promastigotes
de Leishrnania donovani et in uivo chez un modèle murin de la leishmaniose
viscérale. L'incubation des promastigotes avec la CPT libre ou liposomale a
inhibé la croissance des parasites selon un effet dose-dépendant. Les études
portant sur la distribution tissulaire révèlent que l'administration
intrapéritonéale est efficace pour concentrer le médicament au niveau du foie
et de la rate. Le traitement, des souris infectées, par injections
intrapéritonéales de CPT libre ou liposomaie a pennis de réduire la charge
parasitaire au niveau du foie de 43% et 55% respectivement, en comparaison
avec les contrôles non-traites. Toutefois, les deux traitements entraînent une
anémie normochrome et une neutropénie.
Chapitre II: Traitement de Ia leishmaniose viscérale à l'aide de ta campto- 40 thécine incorporée dans les iiposomes stériquement stabilisés
The efficacy of 2O(q-camptothecin, free and incorporated into stericaliy
stabilized liposomes, has been investigated in vitro on Leishmania donovani
promastigotes and in vivo in a murine model of visceral Leishmaniasis.
Incubation of L. donovani promastigotes with free or liposomal CPT inhibited,
in a dose-dependent manner, the growth of parasites. Tissue distribution
studies reveaied that the intraperitoneal administration of liposomal CPT was
efficient in deliveringhigh d m g levels to the liver and spleen. Treatment of
infected mice with intraperitoneal injections of free or Iiposomal CFT
significantiy reduced the parasite load in liver by 43% and 55%, respectively,
when compared wi th un treated controls. However, bo th treatrnents caused
normoc hrom anemia and neutropenia.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a I'aide de la campto- 4 1 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilises
Parasites of the genus Leishmania are intracellular protozoans that infect
more than 12 million individuals around the world with 400,000 new cases
every year (3). Various pathologies can develop following infection with
Leishmania, depending on the species involved, encompassing cutaneous,
mucocutaneous and visceral leishmaniasis (25). The first line therapy of
visceral leishmaniasis is antirnonial derivatives which have a variable efficacy
and produce serious side effects. Amphotericin B and pentarnidines, which
represent the second line of therapy, also have limited efficacy and high
toxicity. The high prevaIcnce of leishmaniasis and the emergence of resistance
to conventional drugs demonstrate the need to develop new less toxic and
efficient treatrnents (7, 19, 23).
A s liposomes are naturally taken up by macrophages of the liver and spleen,
the main reservoirs of parasites in visceral leishmaniasis, their use
represents a IogicaI strategy to concentrate drugs within these tissues to
more efficiently treat this parasitic infection. Mullen et al. have evaluated the
antileishmanial effïcacies of different amphotericin B formulations
(Fungizone, Arnbisome, Abelcet and Amphocil) in a murine model of viscera1
leishmaniasis (18). Results showed that the liposornal formulation of
amphotericin B (Arnbisome) and Arnphocil were the most active formulations
against L, donovani in this animal model of infection. A case of visceral
leishmaniasis unresponsive to several courses of treatment with standard
Chapitre 11: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la campto- 42 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
- --
drugs was succesfully cured by a 2 1 day course (50 mg/day) of liposomal
amphotericin B (10).
2O(S)-carnptothecin [CPT), a chemotherapeutic agent used to treat solid
tumors and leukemias (13), has been shown to be effective in inhibiting the
growth of Leishmania donovani promastigotes in uitro (6, 17) by trapping type
1 DNA topoisornerase to form a complex which inhibits both cleavage and
religation reactions of DNA replication leading to ce11 death (14). However, the
rapid ring opening of CPT to its less effective hydrolysed carboxylate form in
human plasma and its high toxicity constitute the major drawbacks of this
drug. Previous studies showed that the lactone ring of CFT is protected upon
incorporation of the drug into a lipid bilayer structure like liposomes (8, 9,
16).
The coupling of polyethyleneglycol (PEG) of defined rnolecular weight on
liposomes (sterically stabilized liposomes) of specific lipid composition and
size is known to increase their ability to move through the lymph after
subcutaneous injection thereby reducing their accumulation a t the site of
injection (1, 2). Our previous studies have demonstrated that sterically
stabilized liposomes accumulated more eificiently than PEG-free liposomes in
lymph nodes, liver and spleen after a single subcutaneous administration to
mice (5). Such PEG liposomes reduced the toxicity associated with the
administration of a carnptothecin derivative (24). In this study, the efficacy of
CPT, free and incorporated into sterically stabilized liposomes, has been
evaluated in vitro on Leishmania donovani promastigotes and in vivo in a
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de Ia campto- 43 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
-
murine mode1 of visceral leishmaniasis. The tissue distribution and
hematologic profde of both formulations have also been investigated in mice
since it is hypothetized that liposomal CPT might reduce the toxic effects
associated with the free dmg as reported for other liposomal h g
formulations (4, 11, 15).
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la campto- 44 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
CPT was a generous gift of Dr. M.C. Wani (Research Triangle Institute, NC) . Dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), dipalmitoylphosphatidylglycero1
(DPPG) and diste~ylphosphatidylethanolamine-N-[~ly-(ethyleneglycol)
20001 (DSPE-PEG) were purchascd from Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL).
The parasites (Leishmania donovani donouani Sudanese 1S2D) were grown at
room temperature and transfered twice a week in SDM-79 culture medium
supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) as previously described
(20, 27).
Liposomes composed of DPPC:DPPG:DSPE-PEG in a molar ratio of 10:3:0.83
(rno1:mol) were prepared according to the method of thin lipid film hydration
as previously described (12). For CPT-containhg liposomes, the lipid film was
hydrated with a solution of CFT pre-solubilized (9.5 rng/rnl) in dimethyl
suifoxide (DMSO) and diluted in phosphate buffer (pH 6.0) (23.75 pg
CET/prnol lipid). A srnall proportion of [WJ-DPPC or [WJ-CPT was added as
radioactive tracers. The lipid mixture was sonicated for 2 h using an
ultrasonic bath to generate liposomes having a diameter ranging between
160-200 nm. Vesicle size distribution of the small unilamellar vesicles (SUVs)
were evaluated with a submicron particle analyzer. Unencapsulated drug was
removed by centrifugation of the liposomal preparation through a Sephadex
G-50 column and efiiciency of drug entrapment in the liposomal effluent was
determined by radioactivity measurements. In vitro liposomal drug retention
was evaluated at 4 and 37'C in phosphate buffer and a t 37°C in 80% FBS as
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 45 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
described previously (12). Drug retention was evaluated by radioactivity
measurements of the eluate in cornparison with that value a t time zero.
To monitor the efficacy of free and liposomal CPT on the growth of
Leishmania donovani, parasites were transfered (6 x 106 log phase
promastigotes) into 3 ml of culture medium in the absence or presence of
increasing concentrations of free or liposome-encapsulated camptothecin (O
to 10 pM) or with the corresponding arnount of drug-free liposomes. The
parasite growth was followed over 6 days by measuring the absorbance at
600 nm. For the tissue distribution studies, a single bolus of free or
liposomal carnptothecin (5.5 mg CPT/kg; 12.9 0Ci [3H]-CPT/mg of cold CFT)
was administered subcutaneousIy in the upper right leg region or
intraperitoneally to uninfected BALB/c mice (18-20 g) in a volume of 500 01.
At specific time points postinjection, animals were sacrificed and selected
tissues were collected, washed and weighed. Al1 samples were treated with
tissue solubilizer and decolorized with H202. Drug and lipid levels were
monitored in al1 samples with radioactivity measurements using a liquid
scintillation counter.
For the in Guo efficacy studies, BALB/c rnice (18-20 g, n=6/group) were
infected 1~1th Leishmania donovani (2 x 107 stationary phase promas tigotes)
given intravenously in the tail vein. Two weeks postinfection, free and
liposomal CPT (2.5 mg CPT/kg of body weight) were administered
intraperitoneally to mice in a volume of 500 fi1 every 2 days over a period of 2
weeks. Infected mice were also treated with intravenous or subcutaneous
Chapitre 11: Traitement de la leishmaniose viscérale a i'aide de la campto- 46 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
administrations of free CPT. Five days after the end of the treatrnent, mice
were sacrificed and the eficacy was evaiuated using liver impression smears,
The parasite load was deterrnined by optic rnicroscopy and each group was
compared with the untreated control group. For hernatologic toxicity,
uninfected BALB/c rnice were injected intraperitoneally with 500 O1 of free or
liposomal CFT (2.5 mg CPT/kg body weight) every 2 days over a 2 week
period. Animais treated with phosphate buffer containing 1% DMSO were
used as controls. Blood samples were collected on days 0, 6 and 14 for
hernatologic analysis. UncoaguIated blmd sarnples were used for obtaining a
complete blood evaluation including total red blood cells, hemoglobin,
hematocrit, platelets, total white blood cells, neutrophil and lymphocyte
counts. Statisticaiy significant differences between groups were determined
with the analysis of variance (ANOVA) using the Fisher least significant
difference tests.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la carnpto- 47 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
The encapsulation efficiency of CPT in sterically stabilized liposomes was
0.027 * 0.006 pmol CPT/pmol lipid. About 15% of the drug was released from
liposomes after a 48 h incubation in phosphate buffer at 4°C whereas this
value reached 30% following incubations of liposomes in phosphate buffer or
in 80% FBS a t 37°C (data not shown). However, after this initial drug release,
complete retention of drug in liposomes was observed for up to a t least 14
days. Figure 1 shows the proliferation of L. donouani promastigotes following
incubation with different concentrations of free and liposome-encapsulated
CPT or with the corresponding arnount of drug-free liposomes. Incubation of
L. donovani promastigotes with free or liposomal CFT inhibited, in a dose-
dependent manner, the growth of parasites. A complete inhibition of parasite
growth was observed following incubation with 10 pM of free or liposomal
CPT. Drug-free liposomes had no major effect on the proliferation of L.
donovani promas tigo tes.
Figure 2 shows the tissue distribution of CPT, free or incorporated into
stencally stabilized liposomes, a t 6 and 48 h after a single bolus
subcutaneous or intraperitoneal administration in uninfected mice. Overall,
except for the concentration observed in popliteal lymph nodes at 48 h after
the subcutaneous administration of free drug, the incorporation of CPT into
sterically stabilized liposomes resulted in similar or higher drug
accumulation in al1 tissues a t al1 time points. Results show that liposornal
drug administered subcutaneously mostly accumulated in inguinal Iymph
nodes. The intraperitoneal administration of liposomal CPT significantly
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 48 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
-
increased the concentration of drug in iiver, spleen and mesenteric lymph
nodes a t 48 h postinjection. Of particulai- interest, the incorporation of CPT
into liposomes increased by 1.8 and 2.7 times the concentration of drug in
the spleen and liver, respectively.
We have next evaluated the effect of the route of administration on the
efficacy of free CFT in reducing the parasite faad in the livers of mice infected
with L. donovani. As the intraperitoned injection of liposomal CPT represents
the best route of administration tested in this study to concentrate the drug
in the liver, we have also evaluated the efficacy of this treatment. Results
showed that treatment of mice with subcutaneous or intravenous injection of
free CPT did not significantly decrease the parasite load (Leishmania donovani
units - LDU) in the liver when compared with control mice (data not shown).
in contrast, infected animals treated with intraperitoneal injections of free or
liposomal CPT significantly reduced the parasite load in the liver by 43 * 12%
and 55 * 17%, respectively, when compared with untreated control mice.
Table 1 shows the effect of intraperitoneal administrations of free and
liposome-encapsulated CPT given every two days for 14 days to uninfected
BALB/c mice on the hematologic parameters on days 6 and 14 of treatment.
Both treatrnents a t this dosing regimen caused norrnochrom anemia as
evidenced by the significant decrease of the total red blood cells (14 to 24%),
hemoglobin (1 1 to 18%) and hematocrit (13 to 21%) when compared with the
untreated control values. Treatment of mice with free CPT resulted in a 35
and 39% increased number of platelets on days 6 and 14, respectively, when
compared with untreated controls. The incorporation of CPT into PEG
Chapitre II: Traitement de fa leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 49 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
Iiposomes had less of an effect on the platelets increasing their n u b e r s by
14 and 28% on days 6 and 14, respectively, when compared with untreated
controls. Mice treated with both free and liposomal CFT exhibited
neutropenia with decreases in the number of neutrophils by 50 to 67% when
compared with untreated controls.
Our in vitro studies showed that CPT incorporated into 160-200 nm sterically
stabilized liposomes composed of DPPC:DPPG:DSPE-PEG (10:3:0.83 rno1:mol)
was as effective as the free agent in inhibiting the proliferation of Leishmania
donovani promastigotes. These results indicate that the incorporation of CPT
into these phospholipid vesicles did not affect its ability to inhibit the
proliferation of the parasites. Bodley et al. have previously demonstrated that
the ICso of CPT against 1;. donovani promastigotes (MHOM/SD/62/ 1s-CL2D)
after a 48 h incubation at 26°C was 2.2 pM (6). The difference between the
ICso values could be due to the different strains and concentrations of L.
donovani promastigotes used in these studies.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la campto- 50 thécine incorporée dans les liposomes steriquement stabilisés
Our previous studies showed that in fluorescence microscopy, sterically
stabilized liposomes like those used in this study were mainly localized in
macrophage-rich areas such as the subcapsular region of lymph nodes and
in the red pulp and marginal zone of the spleen (5). In the present study,
tissue distribution studies showed that the intraperitoneal administration of
Iiposome-encapsulated CPT efficiently delivered high drug levels into the liver
and spleen, the main reservoirs of parasites in visceral leishmaniasis. Such
drug targeting of infected tissues should theoretically improve the inhibition
of parasite replication. On the other hand, most of the liposome-encapsulated
CFT administered subcutaneously accumulated in inguinal lymph nodes.
This is in agreement with our previous observations which showed that
subcutaneously administered sterically stabilized liposomes tend to
concentrate in lymph nodes near the injection site when compared with other
lymph nodes or tissues (5).
The effect of the route of administration plays an important role on the
efficacy of free CPT to reduce parasites load in liver of mice infected with L.
donovani. Results showed that both subcutaneous and intravenous
injections of free CPT were not effective in reducing the parasite load in the
liver when compared with infected untreated controls. In contrast, the
intraperitoneal administration of free CPT significantly reduced by 43% the
parasite load in the liver. Incorporation of CFT into sterically stabilized
liposomes further reduced to 55% the parasite load in the liver when
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la campto- 51 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
compared with untreated controls. Although significant, the eficacy of b th
free and liposomal CPT was relatively poor under these experimentai
conditions. This low efficacy rnay be associated to the poor abiiity of
camptothecin to inhibit the intracellular parasite, although it has shown
good activity against the extracellular parasite in culture medium.
Numerous studies showed that the incorporation of drugs into liposomes
reduce the toxic effects associated with their administrations (for reviews see,
(4, 11, 15, 26). For instance, the encapsulation of CPT-1 1, a hydrophilic
derivative of 20(S)-CPT, into liposomes, suppressed dmg-induced diarrhea, a
potential lethal toxic effect (24). Phillips et al. have shown that the
incorporation of AZT in liposomes abrogated bone marrow toxicity associated
with drug administration (21, 22). The poor accumulation of liposomes in
bone marrow may provide a mechanism for reducing the toxicity of
therapeutic agents. In this study, the administration of CPT induced
normochrom anemia and neutropenia. iiowever, in contrast to the AZT
liposomes, incorporation of CPT into liposomes did not prevent drug
hematotoxicity. Poor accumulation of liposomes in the bone marrow may be
true for some formulations but not for others. For instance, Mullen et al.
showed that liposomai amphotericin B caused significant suppression of
parasite burdens in bone marrow in murine visceral leishmaniasis (18). This
suggest that differences in the lipid composition of liposomes is an important
contributing factor in the performance of a IiposomaI drug.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 52 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
Because of its unique mode of action, CPT could expand the available
effective anti-leishmania dmgs. Although the results presented in this study
showed that the encapsulation of CPT in liposomes did not increase the
efficacy of this drug in vitro and in vivo or decrease its toxicity profile,
modifications of the liposomal formulation might be developed to reduce
toxicity and maintain or even improve the efficacy as already shown for
numerous other liposomal drugs in Iiterature.
Chapitre il: Traitement de la leishmaniose viscérale à l'aide de la carnpto- 53 thécllie incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
The authors would like to thank Pierrette Gourde, Julie Bestman-Smith,
Jean-François Gagné and Rabeea F. Omar for constructive comments and
helpful discussions, M.O. is a FRSQ Junior 2 Scholar and recipient of a
Burroughs Wellcome Fund Award in molecular parasitology.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la carnpto- 54 thécine incorporée dans les liposomes stériquement stabilisés
1. Ailen, T. M. 1994. Long-circulating (stericaily stabilized) liposomes for
targeted drug delivery. Trends Pharmacol. Res. 15:2 15-220.
2. Ailen, T. M., C. B. Hansen, and L. S. 8. Guo. 1993. Subcutaneous
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every two days during 14 days to uninfected BALB/c mice. Untreated mice were used as controls.
Red blood Treatment cells Hemoglobin Hcmatocrit Platelets WBC Neutrophils Lymphocytes
Diw 6
Untreated control 9.38 î 0.08 158 * 1 0.486 * 0.004 1256 2 28 3.3 * 0.3 0.6 I 0 . 0 2.6 * 0.3
Free CPT 8.05 I 0.078 140 * la 0.424 * 0.003a 1737 * 37a 3.8 * 0.4 0.3 * o.la 3.5 I 0.4
Liposomal-CPT 7.82 I 0.1 18 137 I 2a 0.413 I O,OOSa 1438 i 4gamb * ls5 0.3 * O.la 5.1 f 1.4a
Diw 14
Untreated control 9.62 * 0.10 162 * 2 0.517 I 0.008 1147 î 34 5.2 i 0.5 0.9 1 0.1 4.2 I 0.5
Free CFT 7.33 * 0,08a 136 * la 0.418 i O.OOSa 1595 I 50a 3 .8 i1 .1 0 ,3*0+la 3 .4I1.0
Liposomal-CPT 7.27 I0,04a 133 I. l a 0.409 i 0.003a 1463 * 42a.b * l1.O 0.4 * O.la 4.7 *
Values represent the means (I SEM) obtained from 6 mice per group. aSignificantly different (pcO.05) when compared with
untreated control on the same day; b~igniircantly different (pc0.05) when compared with free CPT-treated group on the same
day.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 59 thécine incorporée dans les Liposomes stériquement stabilisés
O 2 4 6
Timc (di~ys) 0 2 4 u
Timc (days) Timc (dqsl
Figure 1: Prolife ration of L. donovani promastigo tes following incubation
with 0.1 pM (O), 0.5 fiM (a), 1 pM (Q), 2.5 PM (1), 5 JLM (A) and 10
pM (A) of free CPT (Panel A), liposome-encapsulated CPT (Panel B) or
corresponding drug-free liposomes (Panel C) a t 25T for a 6 day
period. Proliferation of L. donovani promastigotes in absence of any
treatment was used as controls (e). The growth of parasites was
evaluated from determination of the opticaI density at 600 nm on
days 0, 2 , 4 and 6. The parasite growth is expressed as % of optical
density when compared with control. Values represent the mean (*
SEM) of 3 independent experiments.
Chapitre II: Traitement de la leishmaniose viscérale a l'aide de la campto- 60 thécine incorporée dans les liposomes steriquement stabilisés
Livrr Splczin Mrscnicnc lymph ndcs
Figure 2: Tissue distribution of free (O)
#
k S.C. i.p.
Inguinal iymph nulCs
and liposome-encapsulated
camptothecin (I) at 6 h (Panel A) and 48 h (Panel B) after a single
subcutaneous (s.c.) or intraperitoneai i p . ) administration in
uninfected BALB/c mice. Values represent the mean (I SEM)
obtained from 6 animais per group per time point. *, p < 0.05 and ",
p < 0.01 when compared with free CPT in the same tissue. #, p c
0.05 and ##, p < 0.01 when compared with mode of administration
in the same tissue.
CONCLUSION G&N$RALE
Chapitre III: Conclusion générale 62
L'utilisation de l'antimoine pentavalent dans le traitement de la leishmaniose
est largement rkpandue. Cette thêrapie de courte durée parvient à guérir la
majorité des cas de leishmanioses viscérales. Par contre, comme la majorité
des pathogènes au cours des dernières années, le parasite Leishmania réussit
a survivre dans les conditions qui autrefois le détruisait. Actuellement, après
un traitement a l'antimoine, les cas de rechute sont fréquents (de Rossel1 et
al., 1992). Les traitements secondaires comme l'amphotéricine B et les
diamidines et pentamidines présentent également une efficacité variable et
une toxicité élevée. L'efficacité variable, la toxicité élevée et l'émergence de
parasites résistants associés à une telle thérapie montre la faiblesse du
traitement. Il est primordial de découvrir de nouvelles drogues pour traiter
plus efficacement cette infection mortelle.
Les liposomes sont utilisés dans le domaine pharmacologique comme
transporteurs de médicament. L'encapsulation de drogues dans les
liposomes a permis d'améliorer les propriétés pharmacologiques de plusieurs
d'entre elles tels les antifongiques et les anticancéreux. Étant donné que les
liposomes s'accumulent davantage dans les tissus affectés, l'efficacité s'y
trouve augmentée et la toxicité sur les autres tissus diminuée. Des études
effectuées dans notre laboratoire ont démontré que l'administration
d'antiviraux comme le foscarnet et le 2'3' didéoxyinosine (ddI) encapsulés
dans les liposomes, permet d'augmenter la concentration de ces
médicaments dans les tissus riches en macrophages et d'améliorer leur
demi-vie plasmatique (Dusserre et a t , 1995; Harvie et al., 1995). En effet, les
liposomes étant captés naturellement par les cellules du système ré ticulo-
endothéIial, soit les cellules principalement infectées lors de Ia leishmaniose,
les liposomes s'avèrent une approche intéressante pour augmenter
Chapitre III: Conclusion générale 63
l'accumulation d'anti-parasitaires dans ces dernières. De plus, les molécules
de polyéthylène glycol greffées à la surface des liposomes permet de prolonger
la demi-vie et l'effet thérapeutique des médicaments. Les liposomes offrent
aussi la possibilité de réduire la dose ainsi que la fréquence d'administration
du médicament.
Pour inhiber la réplication du parasite Leishmania, la topoisomérase 1
semblait être une bonne cible puisqu'elle est essentielle a la réplication de
l'ADN au niveau du noyau. La camptothécine a été rapportée comme étant
un inhibiteur de topoisomérase 1 dont le mode d'action est de former un
complexe ADN-topoisornerase 1-camptothécine qui mène directement a l'arrêt
de la réplication et a la mort cellulaire. Son efficacité a d'ailleurs été
démontré in vitro sur les promastigotes de L. donovani. L'efficacité in vivo de
la campthotécine sur l'infection a L. donovani n'a jamais été tentée jusqu'à
maintenant. Une des difficultés majeures que présente les études de ce
médicament in vivo est qu'il est rapidement inactive dans les conditions
physiologiques. En effet, le cycle lactone qui permet une meilleure interaction
avec l'ADN des cellules cibles s'hydrolyse rapidement en cycle carboxylate
inactif lorsque le pH du milieu est neutre ou basique. Un des moyens de
protéger le cycle lactone de l'hydrolyse est d'encapsuler la camptothécine
dans un vecteur lipidique. Il a été démontré que le temps de demi-vie de la
drogue active est prolongé lorsqu'elle est encapsulée dans les liposomes. Afin
d'améliorer ses propriétés pharmacologiques, nous avons mis au point une
formulation liposomaie de carnptothécine stable aux conditions d'entreposage
et aux conditions physiologiques. Dans un premier temps, des expériences in
vitro nous ont permis de démontrer que la camptothécine liposomale inhibe
la réplication des promastigotes de L. donovani de façon dose-dépendante
aux mëmes concentrations que la camptothécine, indiquant que le
Chapitre III: Conclusion générale 64
médicament demeure disponible pour inhiber la réplication du parasite. Les
liposomes vides n'influencent en rien la réplication parasitaire Vr vitro,
Les parasites L. donovani se retrouvent et se répliquent a l'intérieur du
phagolysosome des cellules du système réticulo-endothélial. Les
macrophages situés dans le foie et la rate sont particulièrement touchés. Le
macrophage perd tranquillement ses fonctions pour ensuite se lyser libérant
ainsi les parasites dans le milieu environnant. Ces parasites sont un danger
d'infection pour les autres cellules du système réticulo-endothélial. Les
cellules infectées constituent donc une source importante d'infection des
autres cellules. Comme les liposomes s'accumulent dans ces mëmes organes,
ce transporteur de médicament permettrait de cibler ces tissus et d'y
concentrer la camptothecine. Nos résultats ont clairement démontré que la
camptothécine liposomale s'accumulent davantage dans le foie et la rate en
comparaison avec la drogue libre. Le mode d'injection intrapéritonéale
permet de concentrer plus efficacement la drogue dans ces organes que le
mode d'injection sous-cutané. Ce dernier favorise plutôt une accumulation
de drogue au niveau des ganglions près du site d'injection. Ce type
d'administration s'avérerait plus intéressant dans le traitement de la
leishmaniose cutanée (infection à L. major) étant donné que l'infection se
propage à l'intérieur des ganglions près de la région cutanke affectée. De
plus, a présence des molécules de PEG à la surface des liposomes permet de
prolonger cette accumulation pour au moins 48 heures. Puisque les
liposomes stériquement stabilisés diffusent plus facilement a travers les
épithélium et la cavité péritonéale, circulent plus longtemps et sont captés à
retardement par le systême réticulo-endothélial, l'effet thérapeutique est
possiblement allongé.
Chapitre iII: Conclusion générale 65
Nous avons également voulu védier et comparer l'efficacité de la
camptothëcine libre et liposomale contre l'infection à L. donouani chez un
modèle murin. L'inoculation de promastigotes de L. donovani chez le modèle
murin BALB/c induit une infection viscérale engendrant une hépato-
splénomégalie comme dans le cas de la leishmaniose viscérale chez l'humain.
Nous avons utilisé un régime de traitement semblable a ceux des autres anti-
Leishmania tout en respectant les limites de la dose d'administration totale
de camptothécine permise. Les deux formulations de camptothecine ont
permis de réduire la charge parasitaire au niveau du foie. La supériorité de la
camptothécine liposomale, par rapport à la forme libre, à diminuer l'infection
n'est toutefois pas significative. Certaines explications supportent la
supériorité de l'administration intrapéritonéale de la CPT pour réduire la
charge parasitaire par rapport aux autres modes d'injection. L'administration
intrapéritonéale permet d'augmenter l'accumulation de la drogue dans Les
tissus riches en macrophages tels le foie et la rate (Harvie et al., 1995; Senior,
1987) alors que l'injection sous-cutanée est plus efficace pour cibler les
ganglions lymphatiques (Bestman-Smith et al., 2000; Gregoriadis, 1995).
Quant a elle, l'administration intraveineuse est parfois plus efficace pour
cibler le foie et la rate que l'administration intrapéritonéale (Ellens et al.,
1981; Goto et Ibuki, 1994). Or, l'injection intrapéritonéale combiné à
l'incorporation du PEG dans les liposomes permet de prolonger l'effet
thérapeutique. En effet, les liposomes PEG injectés dans la cavité
intrapéritonéale maintiendront pIus longtemps une concentration
intrapéritonéale élevée que s'ils avaient été injectés dans la circulation
sanguine (Mayhew et al., 1990). Ces liposomes diffuseront, par la suite, à
travers la cavité péritonéale afin de rejoindre la circulation puis le foie et la
rate pour exercer leur effet (Besûnan-Smith et al., 2000; Gregoriadis, 1995).
De plus, les médicaments encapsultis dans des liposomes et administrés par
Chapitre III: Conclusion générale 66
la voie intrapéritonéaie bénéficie dime bonne absorption (Fielding et d,
1999).
Chez le modèle murin BALB/c, nous avons égaiement déterminé la toxicité
hématologique du régime de traitement utilisé. 11 est établi que la toxicité
hématologique induite par la camptothécine apparaît précocement alors que
la toxicité intestinale n'apparaît que tardivement. A ce régime de traitement,
l'encapsulation de la camptothécine dans les liposomes stériquernent
stabilisés n'a pas réduit efficacement la neutropénie et l'anémie. A une dose
totale équivalente administrée sur une semaine plutôt que deux, aucune
modification histologique n'a été observée au niveau de la rate, du foie et de
l'intestin après l'arrêt du traitement a la camptothécine libre ou liposomale.
Puisque les médicaments actuels présentent des problèmes d'efficacité
variable, de résistance, de toxicité et de biodistribution, il est important de
développer rapidement de nouveaux traitements pour traiter efficacement la
leishmaniose. En somme, nos résultats demontrent le potentiel des
liposomes comme système de transport de la camptothécine pour accroître
sa concentration dans les organes atteints par L. donovani, augmenter sa
spécificité pour les cellules infectées et prolonger la demi-vie de la forme
lactone qui lui confère son activité pharmacologique.
L a 20(S)-carnptothecine est l'ancêtre des dérivés topotecan et irinotécan
couramment utilisés dans le traitement du cancer. La 20(q -camptothécine
est encore beaucoup utilisée en laboratoire mais peu en pharmaceutique a
cause de sa toxicitti. L'encapsulation de ce médicament dans les liposomes
pourrait remédier à ce problème en ajustant les paramètres du régime de
Chapitre III: Conclusion générale 67
traitement. En effet, la réduction de la toxicité est plus facilement observable
lorsque les premiers signes de toxicité (hématologiques) apparaissent. Le
régime de traitement devra être ajusté dans le but d'observer ces premiers
signes. C'est dans ces conditions que la réduction de la toxicité engendrée
par lJencapsulation de la drogue dans les liposomes pourra être démontrée.
De plus, a ce régime de traitement, la supériorité de l'efficacité in vivo de la
camptothécine liposomale par rapport au médicament libre pourrait être
davantage mise en évidence.
La camptothécine semble être un médicament potentiel dans le traitement de
la leishmaniose. Nos résultats ont démontré une réduction de 55% de la
charge parasitaire au niveau du foie, ce qui est considérable pour une
première tentative de traitement. Toutefois, pour mieux évaluer le potentiel
de la camptothécine, il serait intéressant de comparer l'efficacité in vivo de ce
médicament avec ceux couramment utilisés dans le traitement de cette
maladie comme l'antimoine et lJamphotëricine B. Par ailleurs, il serait
important de comparer l'efficacité de la camptothecine liposomale avec
d'autres agents encapsulés tel ~ ' A m ~ i s o m e ~ .
Les liposomes améliorent le ciblage des cellules du système réticulo-
endothélial mais il serait possible de rendre les liposomes contenant le
médicament encore plus spécifique en greffant des molécules a leur surface.
Des études ont démontré qu'il était possible de cibler efficacement les
macrophages infectés par L. donovani a l'aide de liposomes greffes de
mannose (Bane jee et al., 1994; Raay et al., 1999). Kole et al. ont utilise du
mannosyl lié a des proteines du sérum (Kole et al., 1994). Ces molécules
permettent de cibler davantage les macrophages infectés puisqu'elles se lient
aux récepteurs spécifiques au mannose sur ces cellules (Banejee et al.,
Chapitre III: Conclusion gknérale 68
1996). Il serait aussi possible de cibler spécifiquement ces cel1uies à l'aide
d'immunoglobulines greffées a la surface des liposomes (immunoliposomes).
Ces immunoglobulines doivent ëtre spécifiques à un récepteur ou à une
molécule membranaire comme ici, le récepteur au mannose.
Finalement, il serait intéressant d%valuer l'efficacité in vitro et in vivo de la
carnpbthécine encapsulée dans les liposomes stériquement stabilisés sur
l'infection a L. major soit l'agent responsable de la leishmaniose cutanée. Lors
de l'infection à L. major dans le coussinet plantaire de la souris (BALB/c ou
C57BL/6), l'infection débute par une inflammation cutanée pour ensuite se
propager aux ganglions prës du site d'infection. Les résultats de la
biodistribution ont démontré que l'injection sous-cutanée à l'intérieur de la
hanche favorisait l'accumulation de la camptothécine aux niveaux des
ganglions environnants. De plus, il est établit que les liposomes stériquemen t
stabilisés s'accumuIent moins au site d'injection que les liposomes
conventionnels et qu'ils se rendent en plus grande quantité aux ganglions. La
camptothecine encapsulée dans les liposomes stériquement stabilises s'avère
une stratégie intéressante pour concentrer la drogue dans les réservoirs
cibles de l'infection à L. majoret inhiber la réplication du parasite.
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