Comment fonctionnent les cyclodextrines : Cinq choses que nous avons apprises de Roquette

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Roquette, une entreprise mondiale spécialisée dans la fourniture d'ingrédients à base de plantes pour les marchés de l'alimentation, de la nutrition et de la santé, a récemment publié un document décrivant comment les cyclodextrines peuvent contribuer à la lutte contre la pandémie actuelle.

Le plus souvent, les hydroxypropyl-bêta-cyclodextrines (HPβCDs) sont utilisées comme solubilisants pour l'application de principes pharmaceutiques actifs sur les muqueuses du nez, de la bouche, de la gorge et d'autres zones du corps. L'utilisation de solubilisants accélère le développement de médicaments antiviraux, car la faible solubilité aqueuse des composés actifs peut souvent entraver et compliquer le processus de développement des antiviraux.

Une solubilité adéquate des médicaments est impérative pour assurer la biodisponibilité et, par conséquent, l'efficacité des traitements antiviraux oraux. Dans le cas de la thérapie parentérale, qui offre l'avantage d'un début rapide chez les patients gravement malades, la solubilité du médicament est encore plus critique, étant donné que les solutions intraveineuses doivent être exemptes de particules et tamponnées au pH physiologique.

En plus de leur capacité à délivrer efficacement des principes actifs pharmaceutiques là où ils sont nécessaires, les cyclodextrines modifiées agissent comme des antiviraux à large spectre efficaces, comme le montre la récente étude "Modified cyclodextrins as broad-spectrum antiviral" publiée dans Science Advances.

Les auteurs de cette étude ont conclu : "Nous avons synthétisé une CD sulfonée biocompatible [cyclodextrine] qui s'est avérée active contre un grand nombre de virus HS-dépendants [héparane-sulfate]. Elle présente un mécanisme d'action virucide irréversible à large spectre, une barrière élevée contre la résistance virale et est biocompatible. Nous avons démontré son activité préventive et thérapeutique à la fois dans des lignées cellulaires et dans des histocultures humaines pseudostratifiées et hautement différenciées, imitant fidèlement les voies respiratoires supérieures et le vagin, ainsi que dans un modèle murin pertinent d'infection par le HSV-2. Les CD modifiés sont donc des outils puissants pour lutter contre les infections virales multiples"

Des mesures accélérées sont prises par les entreprises et les institutions pour développer des vaccins contre l'infection par le SRAS-CoV-2, car il n'existe actuellement aucun vaccin approuvé. Depuis la publication de la séquence génétique du CoV-2 du SRAS au début du mois de janvier 2020, les scientifiques travaillent 24 heures sur 24 pour produire des versions stables des vaccins, principalement basées sur les technologies des vaccins à sous-unités et des vaccins à ARNm.

Cependant, les antigènes vaccinaux non vivants, en particulier les vaccins sous-unitaires, sont faiblement immunogènes et nécessitent des composants adjuvants supplémentaires pour stimuler l'immunité. En tant qu'adjuvant, HPβCD induit une réponse des cellules T auxiliaires de type 2, améliore les titres d'anticorps spécifiques à l'antigène et maintient une réponse immunitaire plus longue. Par conséquent, HPβCD agit comme un adjuvant sûr et efficace dans le développement de vaccins efficaces pour la prévention de la COVID-19.

Les anticorps monoclonaux peuvent cibler spécifiquement le virus et produire des effets à long terme. Toutefois, comme les protéines sont intrinsèquement instables, le choix d'excipients appropriés pour la formulation finale est essentiel pour maintenir la stabilité des anticorps pendant le stockage et l'expédition.

De nombreuses études de cas montrent que HPβCD est capable de protéger les protéines contre l'agrégation dans diverses conditions de stress. En outre, le profil de sécurité validé dans les médicaments parentéraux à petites molécules approuvés et la stabilité de HPβCD lui-même suggèrent qu'il s'agit d'un excipient polyvalent dans le développement de formulations d'anticorps.

L'infection par des virus à enveloppe, y compris le coronavirus et le virus de la grippe, se fait par liaison du virus aux récepteurs cellulaires et par la fusion de l'enveloppe virale avec la membrane de la cellule hôte. Des éléments indiquent que le cholestérol présent dans les microdomaines de l'enveloppe virale et de la membrane cellulaire est nécessaire pour que les virus enveloppés puissent pénétrer avec succès dans la cellule hôte.

Les cyclodextrines sont capables de séquestrer le cholestérol des particules virales, provoquant ainsi la perturbation du radeau lipidique et la déformation structurelle de l'enveloppe virale qui en résulte. Les cyclodextrines peuvent également épuiser le cholestérol des membranes des cellules hôtes, les rendant ainsi moins sensibles aux infections virales. Sous forme de vaporisateurs prophylactiques pour le nez et la gorge, les cyclodextrines peuvent donc prévenir la transmission virale par voie respiratoire.

Bien que les cyclodextrines n'offrent ni prévention ni traitement pour le COVID-19, elles peuvent contribuer de manière significative au développement de telles mesures. HPβCD peut agir efficacement comme excipient pour améliorer la solubilité des médicaments antiviraux, pour améliorer la stabilité des anticorps monoclonaux thérapeutiques et comme adjuvant de vaccin. Les cyclodextrines peuvent potentiellement être utilisées pour le confinement des infections ou comme agents virucides après modification de la structure.