26 mars 2018 / Compétences et expertise / Vitagora / Sciences et technologies

Lipoprotéines, vecteurs d’avenir pour les molécules bioactives

 

Compétences et expertise

 

Les lipoprotéines ne sont plus seulement des transporteurs de cholestérol. Elles sont aujourd’hui mises en lumière comme vecteur innovant de molécules bioactives liposolubles. Leur point fort ? Elles sont produites naturellement par notre organisme. En quoi sont-elles intéressantes pour l’industrie agroalimentaire ? Quelles sont leurs propriétés ? Où en est l’expertise scientifique sur ce domaine ?

 

Pourquoi s’y intéresser ?

  • Les lipoprotéines sont des molécules de transport de protéines et de lipides
  • Elles sont produites naturellement par notre organisme
  • Elles peuvent être utilisées comme vecteurs naturels de médicaments et molécules bioactives
  • Elles ont un rôle à jouer dans l’élaboration de nouveaux traitements anticancéreux
  • L’utilisation des lipoprotéines en tant que vecteur est un concept nouveau
  • Les possibilités d’innovation sont nombreuses pour le secteur de compléments alimentaire


Le terme « lipoprotéines » fait référence à des composés complexes, formés à la fois de protéines et de lipides. Elles sont connues pour transporter des molécules liposolubles, comme le cholestérol, dans la circulation sanguine. Lorsqu’on catégorise les « bons » ou « mauvais » cholestérols, bien qu’étant tous deux importants et avec une fonction physiologique précise, nous faisons en fait référence à deux types de lipoprotéines : les HDL et LDL.

 

Ces structures sont au centre de nombreuses recherches scientifiques depuis les années 1950. Récemment, l’idée que les lipoprotéines puissent jouer le rôle de transporteur de molécules bioactives, notamment pour le traitement du cancer ou des maladies inflammatoires, est apparue. L’étude de leur métabolisme, de leur action au sein de l’organisme et de leur régulation est primordiale pour l’élaboration de traitements innovants dans la prévention et la lutte contre de nombreuses maladies.

 

Mais pourquoi pas aussi des compléments alimentaires ou des prébiotiques ! La particularité dans l’utilisation des lipoprotéines comme vecteurs, c’est qu’il s’agit de molécules naturellement produites par notre organisme : un avantage non-négligeable pour les patients tout comme les producteurs de solutions.

 

Carmen Garrido, directrice de recherche de classe exceptionnelle INSERM nous apporte son point de vue d’experte sur la question.

 

Carmen Garrido

Un parcours scientifique impressionnant

 

Carmen Garrido, originaire d’Espagne, a suivi un parcours Licence-Maitrise-DEA à l’Université Complutense Madrid en 1976. Après un doctorat en génétique moléculaire à l’hôpital Ramon y Cajal à Madrid et à Harvard Medical School à Boston, s’ensuivent plusieurs stages postdoctoraux notamment aux Etats-Unis, à l’Université de San Francisco sur les facteurs de croissance. Elle y rencontre Dominique Stéhelin, directeur à l’époque de l’Institut Pasteur Lille, qui lui propose de faire un stage postdoctoral dans l’institut en oncologie moléculaire. Elle intègre, en 1992, l’Unité INSERM 252 à Dijon et devient en 1995 chargée de recherche. Elle est aujourd’hui directrice de recherche de classe exceptionnelle (DRE INSERM) et co-directrice du centre de recherche UMR 1231 « Lipides, Nutrition, Cancer » et du programme LabEx LipSTIC.

 

LabEx LipSTIC

« Lipoprotéines et Santé : Prévention et Traitement des Maladies Inflammatoires et du Cancer »

 

Le programme de recherche Laboratoire d’Excellence LipSTIC (co-labellisé par Vitagora, Eurobiomed et Medicen) fédère 23 équipes de recherche et 3 entreprises partenaires. Ce projet a pour ambition de prévenir et lutter contre le cancer et les maladies inflammatoires en utilisant les lipoprotéines notamment comme vecteurs de molécules bioactives.

La lipoprotéine - Un transporteur naturel de molécules bioactives

Dans le cadre du LabEx LipSTIC, Carmen Garrido s’intéresse à la vectorisation de molécules anticancéreuses. La plupart de ces molécules ont des problèmes de solubilité et de stabilité. Avec Laurent Lagrost, il leur est venu à l’esprit d’utiliser les lipoprotéines pour les transporter. « Des nanoparticules lipidiques sont utilisées depuis quelques années pour vectoriser des molécules bioactives, alors pourquoi ne pas utiliser les lipoprotéines naturelles pour vectoriser des molécules contre les cellules cancéreuses », mentionne Carmen.

 

Le concept de Laurent Lagrost et Carmen Garrido est précurseur en la matière : réaliser une prise de sang sur le patient, isoler les lipoprotéines contenues à l’intérieur et les mélanger aux molécules anticancéreuses développées tout en réduisant les quantités utilisées grâce à un meilleur ciblage. Le traitement serait mieux toléré et éliminé plus rapidement au niveau hépatique. « Il n’y a d’ailleurs plus du tout de problème de solubilité car les lipoprotéines solubilisent les molécules » explique-t-elle.

Vectorisation réussie et absence d’effets secondaires démontrée

Le caractère original de ces recherches tient dans l’utilisation de lipoprotéines naturelles, endogène, au lieu de molécules de vectorisation ressemblant aux lipoprotéines. « Pourquoi prendre quelque chose qui ressemble quand on peut utiliser la molécule naturellement produite par l’organisme ? », s’interroge-t-elle mettant ainsi en avant le point de vue de son équipe.

 

Avec cette hypothèse, son équipe de recherche et plus particulièrement Frédéric Lirussi, maître de conférences hospitalo-universitaire, ont commencé des études dans le but de valider l’effet de vectorisation avec une molécule très utilisée en oncologie : le cisplatine. Cette molécule est utilisée en chimiothérapie pour les cancers du côlon ou du poumon. Il a donc été question de comparer les effets du cisplatine seul par rapport à celui vectorisé avec les deux types de lipoprotéines, LDL et HDL.

 

Les résultats montrent qu’il y a un réel effet de vectorisation de la molécule avec les lipoprotéines. Le plus spectaculaire est surtout la disparition totale des effets toxiques. Plus de toxicité hépatique, rénale, cardiaque, … Normalement ces molécules provoquent de gros effets secondaires chez le patient. Ici l’effet anticancéreux est le même sur les cellules tumorales mais il n’y a plus d’effet toxique sur les cellules saines. « Nos souris ne perdent plus de poids ! », s’enthousiasme Carmen au nom de l’équipe.

Une action ciblée prometteuse pour les compléments alimentaires

L’équipe de Carmen Garrido s’est aussi rendu compte qu’il existait différents types de ciblage selon la lipoprotéine utilisée : une capable de cibler les cellules tumorales, une autre les cellules immunitaires comme les macrophages, par exemple. Cela est possible grâce aux récepteurs aux différentes lipoprotéines que possèdent ces cellules. Cette capacité de ciblage est très prometteuse dans le cadre thérapeutique mais tout autant pour l’élaboration de nouveaux compléments alimentaires. On peut par exemple imaginer obtenir une action plus précise des vitamines ou molécules bioactives liposolubles incorporées aux lipoprotéines.

En conclusion - Un domaine de recherche prometteur

Il y a un intérêt certain pour l’industrie pharmaceutique et des compléments alimentaires à utiliser les lipoprotéines comme transporteurs. Moins de problèmes de solubilité, de stabilité, d’élimination, moins d’effets secondaires et un meilleur ciblage des cellules à traiter : le développement de molécules bioactives a tout intérêt à prendre en compte ce nouveau mode de vectorisation. « C’est un domaine qui demande encore à être exploré plus en profondeur », conclut Carmen notamment pour la détermination des différents types de molécules pouvant y être associées. Une première publication est en cours pour l’UMR 1231 et un brevet a été déposé.

 

Les mots-clés

Lipoprotéines, Santé, Cancer, Vecteur, Transporteur, Molécules bioactives, Traitement, Recherche

 

Envie d’aller plus loin ?

  • Ao, M., Xiao, X., and Ao, Y. (2018). Low density lipoprotein modified silica nanoparticles loaded with docetaxel and thalidomide for effective chemotherapy of liver cancer. Braz. J. Med. Biol. Res. Rev. Bras. Pesqui. Medicas E Biol. 51, 1–10.
  • Rérole, A.-L., Gobbo, J., De Thonel, A., Schmitt, E., Pais de Barros, J.P., Hammann, A., Lanneau, D., Fourmaux, E., Demidov, O.N., Deminov, O., et al. (2011). Peptides and aptamers targeting HSP70: a novel approach for anticancer chemotherapy. Cancer Res. 71, 484–495.
  • Sobot, D., Mura, S., Yesylevskyy, S.O., Dalbin, L., Cayre, F., Bort, G., Mougin, J., Desmaële, D., Lepetre-Mouelhi, S., Pieters, G., et al. (2017). Conjugation of squalene to gemcitabine as unique approach exploiting endogenous lipoproteins for drug delivery. Nat. Commun. 8, 15678.

 

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