Des phytocomplexes à base de nanotechnologies pour prévenir la neurodégénérescence
Les composés phytochimiques sont des composés chimiques bioactifs produits naturellement par les plantes. «Bien qu’ils ne soient pas à proprement parler des nutriments essentiels, de nombreux composés phytochimiques sont à l’origine des propriétés bénéfiques des fruits, des légumes, des herbes aromatiques et d’autres produits d’origine végétale», explique Sergiy Lyubchyk(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), coordinateur du projet PhytoAPP(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), de l’université lusophone(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), au Portugal. PhytoAPP, mené avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), s’est intéressé aux composés phytochimiques car certaines molécules d’origine végétale ont le potentiel de protéger les cellules contre les processus associés aux maladies neurodégénératives, tels que le stress oxydatif, l’inflammation et l’agrégation anormale des protéines. Ce projet financé par l’UE visait à améliorer la stabilité, la solubilité et la biodisponibilité de ces composés grâce au développement de nouveaux «phytomatériaux» issus des nanotechnologies. «Nous avons comblé le fossé entre une idée scientifique ambitieuse et une validation de principe, en recourant à la nanotechnologie pour reformuler des composés phytochimiques prometteurs mais difficiles à utiliser, afin de leur conférer une forme plus hydrosoluble et plus pertinente sur le plan biologique», explique Sergiy Lyubchyk. «Cette réalisation ouvre la voie à la mise au point future de produits à base de composés phytochimiques destinés à prévenir la neurodégénérescence.»
Mettre au point des phytocomplexes hydrosolubles à base de nanotechnologies
L’une des principales limites de nombreux composés naturels prometteurs pour des applications liées à la santé réside dans leur faible solubilité dans l’eau. Lorsque certains composés ne se dissolvent pas bien dans l’eau, l’organisme a du mal à les absorber, à les transporter et à les utiliser efficacement. «Notre solution a consisté à recourir à la nanotechnologie pour améliorer le comportement en milieu aqueux de ce composé phytochimique, tout en préservant, voire en renforçant, son intérêt biologique», explique Sergiy Lyubchyk. L’équipe a mis au point des phytocomplexes dans lesquels le fullerène C60(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), une structure sphérique de carbone à l’échelle nanométrique, interagit avec des molécules de dihydroquercétine(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) d’origine végétale, améliorant ainsi leur comportement et leurs propriétés fonctionnelles dans l’eau. «La nanotechnologie a joué un rôle essentiel pour repenser la manière dont les composés phytochimiques peuvent être formulés, stabilisés et, à l’avenir, éventuellement administrés dans des systèmes biologiques», ajoute Sergiy Lyubchyk. Après avoir optimisé ces complexes hydrosolubles de fullerènes et de composés phytochimiques, l’équipe a étudié leur structure et leurs propriétés physico-chimiques. Ces travaux comprenaient la caractérisation physico-chimique des matériaux, des évaluations in vitro de la bioactivité et de la nanotoxicité, des tests d’activité antioxydante et cytoprotectrice, ainsi que des études cinétiques de formation de fibrilles amyloïdes(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Les tests liés à l’amyloïde étaient indispensables, car on observe une agrégation anormale de protéines dans plusieurs maladies neurodégénératives. «Nos phytocomplexes ont retardé la formation des fibrilles amyloïdes et réduit la quantité totale de fibrilles formées», note Sergiy Lyubchyk. Des études précliniques ont ensuite été menées à l’aide de modèles liés à la maladie d’Alzheimer et à la maladie de Parkinson afin d’évaluer la sécurité et l’adéquation des phytocomplexes. Ces modèles ont permis à l’équipe d’étudier les effets biologiques des phytocomplexes, notamment sur le plan comportemental, histologique, moléculaire et en ce qui concerne la barrière hémato–encéphalique, dans des systèmes liés à des pathologies. «Ce que nous avons obtenu est une formulation validée dans le cadre d’une démonstration du bien-fondé de la conception, à base du phytocomplexe C60-dihydroquercétine.» «Nous avons démontré que ce matériau, qui en est encore à un stade précoce, mérite d’être développé et testé plus avant en vue d’applications futures dans les domaines de la santé préventive, des nutraceutiques ou de la biomédecine», déclare Sergiy Lyubchyk.
À la pointe des soins de santé préventifs de demain
Les réalisations de PhytoAPP contribuent à la concrétisation d’un certain nombre d’ambitions de l’UE en matière de santé, notamment la mise au point de solutions innovantes dans le domaine de la santé(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) qui améliorent les résultats sanitaires et la qualité de vie. Ces résultats soutiennent également la recherche sur les matériaux avancés. Outre les formulations phytochimiques à base de nanotechnologies destinées aux produits de santé, les applications futures pourraient inclure des applications plus larges dans le domaine de la recherche nutraceutique ou biomédicale, ainsi que la poursuite du développement de nanomatériaux «sûrs dès leur conception». «Bien que ces travaux en soient encore au stade préclinique ou du prototype, ils ont fourni les fondements scientifiques et technologiques nécessaires à la mise au point de futurs produits susceptibles de favoriser un vieillissement en bonne santé et de soutenir des stratégies axées sur la prévention des maladies neurodégénératives», fait remarquer Sergiy Lyubchyk. À cette fin, l’équipe poursuit ses travaux de validation, tout en élargissant les essais précliniques afin de passer d’un prototype de laboratoire à un produit plus abouti. Parallèlement, les possibilités de commercialisation sont aussi à l’étude, notamment l’évaluation des exigences réglementaires et la protection des droits de propriété intellectuelle.