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\begin{document}

\begin{noXML}

\CDRsetmeta{articletype}{review}

\title{Nanom\'{e}dicaments pour le traitement de maladies graves et
recherches duales}

\alttitle{Nanomedicines for the treatment of serious diseases and dual
research}

\author{\firstname{Patrick} \lastname{Couvreur}\CDRorcid{0000-0001-7961-5443}}
\address{Institut Galien Paris Saclay, UMR CNRS 8612, Universit\'{e}
Paris-Saclay, Orsay Cedex, France}
\address{Acad\'{e}mie des Sciences, Paris, France}
\email{patrick.couvreur@universite-paris-saclay.fr}

\keywords{\kwd{Nanom\'{e}dicaments}\kwd{Nanovecteurs}\kwd{Drug
delivery}\kwd{Oncologie}\kwd{Th\'{e}rapeutiques de
pr\'{e}cision}\kwd{Vectorisation}\kwd{Nanotoxicologie}}

\altkeywords{\kwd{Nanomedicine}\kwd{Nanocarriers}\kwd{Drug
delivery}\kwd{Cancer}\kwd{Precision therapy}\kwd{Drug
targeting}\kwd{Nanotoxicology}}

\begin{abstract}
L'utilisation des nanotechnologies pour l'encapsulation de
mol\'{e}cules pharmacologiquement actives (nanom\'{e}dicaments) a
permis d'am\'{e}liorer transport de ces mol\'{e}cules dans l'organisme
apr\`{e}s administration. En lib\'{e}rant le principe actif au niveau
des cellules et des tissus pathologiques, ces nanovecteurs contribuent
\`{a} en r\'{e}duire la toxicit\'{e}, tout en am\'{e}liorant
l'activit\'{e} th\'{e}rapeutique. Ils permettent aussi de prot\'{e}ger
les mol\'{e}cules fragiles d'une m\'{e}tabolisation rapide et peuvent
promouvoir leur p\'{e}n\'{e}tration intracellulaire. Les
nanom\'{e}dicaments ont produit des avanc\'{e}es importantes dans de
nombreux domaines th\'{e}rapeutiques comme l'oncologie, les maladies
infectieuses ou certaines maladies neurologiques. Ils ont aussi
contribu\'{e} \`{a} des d\'{e}couvertes de rupture avec la mise sur le
march\'{e} du premier vaccin \`{a} ARNm (contre le Covid-19), et
am\'{e}lior\'{e} certaines techniques d'imagerie et de diagnostic. En
fonction des pays et des indications th\'{e}rapeutiques, entre 40 \`{a}
60 nanom\'{e}dicaments sont actuellement sur le march\'{e} et plus
d'une centaine en essais cliniques. Cette revue s'attache \`{a}
d\'{e}crire les caract\'{e}ristiques et les fonctionnalit\'{e}s des
diff\'{e}rentes g\'{e}n\'{e}rations de nanovecteurs, depuis leur
conception jusqu'\`{a} nos jours, en discutant des perspectives
qu'offrent ces technologies pour la production de prot\'{e}ines
th\'{e}rapeutiques, pour faciliter l'\'{e}dition g\'{e}nique
(CRISP/Cas9) et pour permettre le blocage des points de contr\^{o}le de
l'immunit\'{e} en oncologie. L'avenir des v\'{e}sicules
extracellulaires et exosomes comme vecteurs de m\'{e}dicaments est
aussi discut\'{e}. Toutes ces avanc\'{e}es obligent maintenant les
chercheurs \`{a} r\'{e}fl\'{e}chir aux risques duaux, conscients ou
inconscients, qu'elles peuvent engendrer.
\end{abstract}

\begin{altabstract}
The use of nanotechnologies for the encapsulation of pharmacologically
active molecules (nanomedicines) has enhanced the delivery of these
molecules within the body after administration. By releasing the active
ingredient at the level of pathological cells and tissues, these
nanocarriers help reduce toxicity while improving therapeutic efficacy.
They also protect fragile molecules from rapid metabolization and can
promote their intracellular penetration. Nanomedicines have made
significant advances in various therapeutic areas such as oncology,
infectious diseases, and several neurological disorders. They have also
contributed to groundbreaking discoveries, including the introduction
of the first mRNA vaccine (against COVID-19), and have improved certain
imaging and diagnostic techniques, too. Depending on the country and
therapeutic indications, between 40 to 60 nanomedicines are currently
on the market, with over a hundred in clinical trials. This review aims
to describe and discuss the characteristics and functionalities of the
different generations of nanocarriers, from their inception to the
present day, discussing the prospects they offer for the production of
therapeutic proteins, for facilitating gene editing (CRISPR/Cas9), and
for enabling immune checkpoint blockade in oncology. The potential of
extracellular vesicles and exosomes as drug carriers is also explored.
These advances compel researchers to consider the dual risks, both
conscious and unconscious, that they may pose.
\end{altabstract}

\maketitle
\vspace*{1.1pc}

\twocolumngrid

\end{noXML}

\section{Introduction}

L'adressage cibl\'{e} de mol\'{e}cules th\'{e}rapeutiques constitue un
d\'{e}fi m\'{e}dical majeur. Les caract\'{e}ristiques physico-chimiques
de nombreux principes actifs rendent, en effet, souvent difficile leur
passage \`{a} travers les barri\`{e}res biologiques, et les
barri\`{e}res enzymatiques peuvent \'{e}galement entra\^{i}ner leur
m\'{e}tabolisation rapide, en particulier lorsqu'il s'agit de
mol\'{e}cules fragiles issues des biotechnologies, comme les acides
nucl\'{e}iques, les prot\'{e}ines ou les peptides. Beaucoup de
mol\'{e}cules diffusent mal \`{a} l'int\'{e}rieur des cellules ou sont
incapables d'atteindre les compartiments intracellulaires au niveau
desquels sont localis\'{e}es leurs cibles biologiques sp\'{e}cifiques.
C'est dans ce contexte que le d\'{e}veloppement de nanom\'{e}dicaments
(nanovecteurs encapsulant un principe actif) a pris une importance
consid\'{e}rable, offrant des syst\`{e}mes d'administration
submicroniques, d'une taille comprise entre quelques dizaines et
quelques centaines de nanom\`{e}tres, capables de contr\^{o}ler la
lib\'{e}ration du m\'{e}dicament encapsul\'{e} au bon moment et au bon
endroit de l'organisme. Ces avanc\'{e}es ouvrent la voie \`{a} la
d\'{e}couverte{\break} de \mbox{nouvelles} approches th\'{e}rapeutiques
dans de nombreux domaines (oncologie, infectiologie, maladies
m\'{e}taboliques ou neurologiques, etc.), mais aussi diagnostiques
(imagerie) et vaccinales. Les nanom\'{e}dicaments \'{e}tant
g\'{e}n\'{e}ralement administr\'{e}s par une voie syst\'{e}mique
(intraveineuse), la palette des mat\'{e}riaux susceptibles d'\^{e}tre
utilis\'{e}s pour leur pr\'{e}paration est relativement limit\'{e}e car
ceux-ci doivent \^{e}tre biocompatibles, biod\'{e}gradables et ne pas
g\'{e}n\'{e}rer de m\'{e}tabolites toxiques. Mais la mise en {\oe}uvre
de mat\'{e}riaux organiques qui r\'{e}pondent \`{a} ces contraintes
permet de pr\'{e}parer des nano-vecteurs de taille, de forme et de
morphologie tr\`{e}s vari\'{e}es, comme les liposomes (v\'{e}sicules
phospholipidiques)~\cite{Gregoriadisetal1974}, les nanoparticules
polym\`{e}res (\`{a} base de polym\`{e}res biod\'{e}gradables d'acide
poly-lactique-co-glycolique ou de
polyalkylcyanoacrylate)~\cite{Couvreuretal1979}, les micelles (\`{a}
base de polym\`{e}res amphiphiles)~\cite{Yokoyamaetal1990}, les
nanoparticules lipidiques~\cite{Mulleretal1996} ou les dendrim\`{e}res
(\`{a} base de polym\`{e}res en \'{e}toile)~\cite{Tangetal1996}. Des
nanomat\'{e}riaux inorganiques (comme les nanoparticules ultrafines
d'oxyde de fer~\mbox{USPIO}) \cite{Widderetal1980, Ibrahimetal1983} ou
des hybrides organiques-inorganiques (comme les {\og}~metal oxyde
frameworks~{\fg} ou NanoMOFs) peuvent aussi \^{e}tre utilis\'{e}s pour
la construction de nanoparticules \`{a} condition d'en\break
\'{e}valuer le m\'{e}tabolisme~\cite{Horcajadaetal2010}.

\section{Nanovecteurs de premi\`{e}re g\'{e}n\'{e}ration
\`{a}{\hfill\break} tropisme h\'{e}patique} \label{sec2}

Administr\'{e}s par voie intraveineuse, les nanom\'{e}dicaments sont
reconnus par l'organisme comme des particules exog\`{e}nes. En raison
de leur petite taille, ces nano-objets pr\'{e}sentent une surface
sp\'{e}cifique consid\'{e}rable~; celle-ci va permettre l'adsorption de
nombreuses prot\'{e}ines s\'{e}riques, parmi lesquelles des opsonines
comme la fibronectine, les fragments Fc des immunoglobulines et le
compl\'{e}ment, qui va \^{e}tre activ\'{e} \`{a} leur surface
(Figure~\ref{fig1}A). Ce marquage mol\'{e}culaire du
{\og}~non-soi~{\fg} va entrainer la capture rapide et massive des
nanoparticules ou des liposomes par les macrophages du syst\`{e}me des
phagocytes mononucl\'{e}\'{e}s (SPM)~: les cellules de Kupffer du foie
mais aussi les macrophages de la rate et, dans une moindre mesure, de la
mo\"{e}lle. Ces cellules poss\`{e}dent, en effet, des r\'{e}cepteurs
capables de reconnaitre les particules ainsi opsonis\'{e}es qui seront
alors internalis\'{e}es par phagocytose (Figure~\ref{fig1}B). En raison
de cette importante capture h\'{e}pato-spl\'{e}nique, les nanovecteurs
de premi\`{e}re g\'{e}n\'{e}ration se caract\'{e}risent tous par une
clearance plasmatique tr\`{e}s rapide.

\begin{figure*}
\includegraphics{fig01}
\caption{\label{fig1}(A)~Apr\`{e}s administration intraveineuse, les
opsonines s'adsorbent \`{a} la surface des nanovecteurs. (B)~Ceux-ci
sont ensuite reconnus par les macrophages du foie (Cellules de Kupffer)
et de la rate et sont internalis\'{e}es (voir le sch\'{e}ma). Une photo
en microscopie \'{e}lectronique r\'{e}alis\'{e}e apr\`{e}s biopsie du
foie d'un animal de laboratoire illustre la pr\'{e}sence de nombreuses
nanoparticules dans les lysosomes des cellules de Kupffer.
(C)~Autoradiographie d'une souris apr\`{e}s administration
intraveineuse de nanoparticules marqu\'{e}es au ${}^{14}$C. On observe
une concentration importante au niveau du foie et de la rate.}
\vspace*{-.2pc}
\end{figure*}

La distribution h\'{e}patique des nanoparticules a ainsi ouvert la voie
\`{a} des applications dans de nombreux domaines.

Dans un article s\'{e}minal, il a par exemple \'{e}t\'{e} montr\'{e}
que des liposomes de m\'{e}glumine (un d\'{e}riv\'{e} antimoni\'{e}
antiparasitaire) s'accumulaient \`{a} l'int\'{e}rieur des cellules de
Kupffer dans l'environnement imm\'{e}diat de \textit{Leishmania
donovani}, un parasite responsable de la leishmanie visc\'{e}rale, avec
une activit\'{e} antiparasitaire augment\'{e}e et \`{a} une dose
100~fois inf\'{e}rieure au traitement par la m\'{e}glumine en
\mbox{solution}~\cite{Alvingetal1978}.

Dans le domaine de l'oncologie, nous avons montr\'{e} que des
nanoparticules biod\'{e}gradables de polyalkylcyanoacrylate
charg\'{e}es en doxorubicine, un cytostatique intercalant de l'ADN,
permettaient, apr\`{e}s administration intraveineuse, de d\'{e}livrer
la mol\'{e}cule anticanc\'{e}reuse au niveau du foie avec une
activit\'{e} antitumorale augment\'{e}e et une toxicit\'{e} cardiaque
r\'{e}duite, sur des mod\`{e}les exp\'{e}rimentaux pr\'{e}-cliniques de
m\'{e}tastases h\'{e}patiques~\cite{Chiannilkulchaietal1990}. De
mani\`{e}re remarquable, ces m\^{e}mes nanoparticules permettent aussi
de contourner la r\'{e}sistance {\og}~multidrogues~{\fg} (ph\'{e}notype
mdr) qui rend inop\'{e}rant la plupart des traitements
chimioth\'{e}rapeutiques classiques. Cette r\'{e}sistance est
attribu\'{e}e \`{a} l'expression de glycoprot\'{e}ines d'efflux (PgP,
MRP, etc.) dont sont \'{e}quip\'{e}es les cellules tumorales, en
particulier dans le cas du carcinome
h\'{e}pato-cellulaire~\cite{deVerdiereetal1997}. Encapsul\'{e}e dans
ces nanoparticules biod\'{e}gradables, la doxorubicine est rendue
invisible, emp\^{e}chant sa prise en charge par la PgP, trompant ainsi
les m\'{e}canismes de d\'{e}toxification dont sont \'{e}quip\'{e}es ces
cellules tumorales. L'activit\'{e} anticanc\'{e}reuse de ce
nanom\'{e}dicament a \'{e}t\'{e} d\'{e}montr\'{e}e \textit{in vitro}
mais aussi \textit{in vivo} sur un mod\`{e}le d'h\'{e}patocarcinome
multi-r\'{e}sistant chez la souris
transg\'{e}nique~\cite{Barraudetal2005}. Ces travaux ont abouti \`{a}
des essais cliniques jusqu'en fin de phase~III pour le traitement du
cancer primitif du foie~\cite{Merleetal2017}.

\section{Nanovecteurs {\og}~furtifs~{\fg} de deuxi\`{e}me{\hfill\break}
g\'{e}n\'{e}ration} \label{sec3}

\looseness=-1
Dans de nombreux cas, l'opsonisation conduisant au tropisme
h\'{e}pato-spl\'{e}nique des nanom\'{e}dicaments peut constituer un
handicap lorsqu'il est n\'{e}cessaire de d\'{e}livrer des principes
actifs au niveau d'autres tissus. Ce verrou technologique a pu \^{e}tre
contourn\'{e} gr\^{a}ce \`{a} l'application du concept physico-chimique
de la {\og}~r\'{e}pulsion st\'{e}rique~{\fg}~: le recouvrement des
nanovecteurs par des polym\`{e}res hydrophiles et flexibles (comme les
poly\'{e}thyl\`{e}neglycols) va alors emp\^{e}cher les opsonines de
s'adsorber \`{a} leur surface, r\'{e}duisant ainsi la reconnaissance
par les macrophages du SPM et conduisant \`{a} une clearance
plasmatique ralentie apr\`{e}s administration
intraveineuse~\cite{Grefetal1994, WoodleLasic1992}. D\`{e}s 1999, nous
avons visualis\'{e}, pour la premi\`{e}re fois, par cryomicroscopie
\'{e}lectronique \`{a} transmission (Cryo-TEM) et SDS-PAGE,
l'inhibition de l'adsorption des prot\'{e}ines plasmatiques \`{a} la
surface de nanoparticules recouvertes de PEG~\cite{Peracchiaetal1999}.
Ces nanovecteurs dits {\og}~PEGyl\'{e}s~{\fg} ou {\og}~furtifs~{\fg},
moins reconnus par le SPM, conf\`{e}rent ainsi une r\'{e}manence
vasculaire accrue aux mol\'{e}cules qu'ils transportent. L'augmentation
de leur temps de r\'{e}sidence dans la circulation sanguine permet de
tirer profit de deux particularit\'{e}s anatomiques que l'on retrouve
dans de nombreuses tumeurs~: un endoth\'{e}lium vasculaire plus
perm\'{e}able, autorisant l'infiltration de nanoparticules, et un
drainage lymphatique r\'{e}duit, limitant l'\'{e}limination des
nanoparticules capt\'{e}es par le tissu n\'{e}oplasique. Cet effet de
perm\'{e}abilit\'{e} accrue et de r\'{e}tention tissulaire est bien
connu sous le nom d'effet dit {\og}~EPR~{\fg}, pour {\og}~Enhanced
Permeability and Retention~{\fg} et il r\'{e}sulte des processus
inflammatoires souvent associ\'{e}s aux l\'{e}sions
canc\'{e}reuses~\cite{Unezakietal1996} (Figure~\ref{fig2}). Cet effet a
\'{e}t\'{e} mis \`{a} profit avec succ\`{e}s, en pr\'{e}clinique, pour
le ciblage de tumeurs exp\'{e}rimentales \`{a} l'aide de
nanom\'{e}dicaments. Des liposomes PEGyl\'{e}s charg\'{e}s en
doxorubicine ont ainsi montr\'{e} une efficacit\'{e} accrue (par
rapport \`{a} la doxorubicine) dans le traitement de diverses tumeurs
exp\'{e}rimentales murines, et chez l'homme avec certaines indications
cliniques. Ces observations ont conduit \`{a} la mise sur le march\'{e}
du Doxil{\textregistered}, initialement prescrit dans le traitement du
sarcome de Kaposi, mais ensuite \'{e}tendu \`{a} d'autres cancers
(ovaire, my\'{e}lome multiple etc.)~\cite{Grenaderetal2009}.

\begin{figure*}
\includegraphics{fig02}
\caption{\label{fig2}Sch\'{e}ma repr\'{e}sentant l'extravasation vers
les tissus inflammatoires de nanom\'{e}dicaments recouverts de
poly\'{e}thyl\`{e}neglycol et illustrant l'effet EPR.}
\end{figure*}

Si, comme discut\'{e} ci-dessus, les caract\'{e}ristiques aberrantes de
la n\'{e}ovascularisation tumorale et \mbox{l'accumulation} passive de
nanom\'{e}dicaments qui en r\'{e}sulte ont \'{e}t\'{e} largement
d\'{e}montr\'{e}es dans de tr\`{e}s nombreux mod\`{e}les de tumeurs
exp\'{e}rimentales chez le rongeur, en revanche, la r\'{e}alit\'{e} de
l'effet EPR chez l'homme fait l'objet de nombreux d\'{e}bats~: il est
tr\`{e}s variable d'une l\'{e}sion tumorale \`{a} l'autre, fortement
influenc\'{e} par le microenvironnement tumoral~; il d\'{e}pend du
patient et du stade d'\'{e}volution de la tumeur. C'est la raison pour
laquelle, il a \'{e}t\'{e} sugg\'{e}r\'{e} d'utiliser des
nanoparticules ultrafines d'oxyde de fer (USPIO) qui, en diminuant le
signal~T2 en IRM (le signal T2 est un signal hydrique~; sa diminution
t\'{e}moigne d'un {\oe}d\`{e}me, d'une n\'{e}crose tissulaire ou d'un
processus inflammatoire), peuvent servir de biomarqueurs pr\'{e}dictifs
pour r\'{e}aliser une stratification des patients, en fonction de la
perm\'{e}abilit\'{e} vasculaire de la l\'{e}sion canc\'{e}reuse \`{a}
traiter. Une telle m\'{e}decine de pr\'{e}cision s'appuie sur plusieurs
observations cliniques qui ont d\'{e}montr\'{e} que des niveaux plus
\'{e}lev\'{e}s d'USPIO au niveau des nodules tumoraux sont associ\'{e}s
\`{a} une plus grande r\'{e}duction de la taille des l\'{e}sions
apr\`{e}s traitement par nanoth\'{e}rapies
anticanc\'{e}reuses~\cite{Ramanathanetal2017}.

A c\^{o}t\'{e} de l'oncologie, d'autres applications th\'{e}rapeutiques
ont \'{e}t\'{e} d\'{e}crites, d\`{e}s lors qu'il existe un processus
inflammatoire sous-jacent. A titre d'exemple, nous avons montr\'{e} que
des nanoparticules biod\'{e}gradables de polyalkylcyanoacrylate
d\'{e}cor\'{e}es avec du PEG pouvaient atteindre les \mbox{structures}
c\'{e}r\'{e}brales, en particulier la mati\`{e}re blanche, dans des
situations pathologiques comme dans l'enc\'{e}phalomy\'{e}lite
allergique exp\'{e}rimentale au cours de laquelle, la
perm\'{e}abilit\'{e} de la barri\`{e}re h\'{e}mato-enc\'{e}phalique est
augment\'{e}e. La diffusion passive des nanoparticules et leur capture
par les macrophages inflammatoires semblent \^{e}tre le m\'{e}canisme
sous-jacent de la p\'{e}n\'{e}tration
c\'{e}r\'{e}brale~\cite{Calvoetal2002}.

\section{Nanovecteurs de troisi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration pour
l'adressage mol\'{e}culaire} \label{sec4}

L'adressage de nanovecteurs de m\'{e}dicaments au niveau tissulaire,
cellulaire ou m\^{e}me subcellulaire peut s'effectuer gr\^{a}ce \`{a}
l'utilisation de ligands mol\'{e}culaires tels que des anticorps, des
morceaux d'anticorps, des peptides, des sucres ou des petites
mol\'{e}cules (hormones, vitamines), capables de reconna\^{i}tre de
mani\`{e}re s\'{e}lective des antig\`{e}nes ou des r\'{e}cepteurs
surexprim\'{e}s \`{a} la surface des cellules malades. La conception de
ces vecteurs de troisi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration n\'{e}cessite la
construction d'\'{e}difices supramol\'{e}culaires comprenant un
c{\oe}ur (de pr\'{e}f\'{e}rence biod\'{e}gradable) pour l'encapsulation
du principe actif, une couche de PEG pour \'{e}viter la reconnaissance
h\'{e}pato-spl\'{e}nique, et \`{a} l'extr\'{e}mit\'{e} de certaines
cha\^{i}nes de PEG, un ligand de reconnaissance membranaire
(Figure~\ref{fig3}).

\begin{figure*}
\includegraphics{fig03}
{\vspace*{.25pc}}
\caption{\label{fig3}Sch\'{e}ma repr\'{e}sentant des nanovecteur de
$3^e$ g\'{e}n\'{e}ration, fonctionnalis\'{e}s en surface \`{a} l'aide
de ligands mol\'{e}culaires, capables de reconnaitre des biomarqueurs
sp\'{e}cifiques situ\'{e}s \`{a} la surface des cellules cibles.}
{\vspace*{.15pc}}
\end{figure*}

Cette strat\'{e}gie de reconnaissance \`{a} l'\'{e}chelle
mol\'{e}culaire a fait l'objet de nombreux travaux. Par exemple, le
fragment Fab' d'un anticorps dirig\'{e} contre le proto-oncog\`{e}ne
HER2 a \'{e}t\'{e} conjugu\'{e} \`{a} l'extr\'{e}mit\'{e} des
cha\^{i}nes PEG de liposomes (\`{a} base de
phosphatidyl\'{e}thanolamine-PEG) charg\'{e}s en doxorubicine. Ces
liposomes cibl\'{e}s ont d\'{e}montr\'{e} une remarquable
efficacit\'{e} dans des mod\`{e}les murins de cancer, notamment dans
des x\'{e}nogreffes de cellules mammaires humaines surexprimant
l'antig\`{e}ne HER2~\cite{Parketal1995}. Un peu plus tard, l'acide
folique a \'{e}galement \'{e}t\'{e} coupl\'{e} \`{a} la surface de
nanoparticules polym\`{e}res via des cha\^{i}nes de PEG. Ce nanovecteur
fonctionnalis\'{e} reconna\^{i}t, avec une tr\`{e}s grande
affinit\'{e}, les cellules tumorales exprimant le r\'{e}cepteur de
l'acide folique~\cite{Stellaetal2000}. De m\^{e}me, un aptam\`{e}re a
\'{e}t\'{e} coupl\'{e} \`{a} la surface de nanoparticules d'acide
poly(lactique-co-glycolique) afin de reconna\^{i}tre le PSA (prostate
specific antigen), un marqueur sp\'{e}cifique du cancer de la
prostate~\cite{Farokhzadetal2004}. Cependant, d\'{e}corer la surface
des nanoparticules \`{a} l'aide de ligands sp\'{e}cifiques constitue
une op\'{e}ration complexe, car il est n\'{e}cessaire de ma\^{i}triser
l'orientation du ligand pour assurer sa disponibilit\'{e} en vue de
l'interaction avec son r\'{e}cepteur. Ainsi, la bioconjugaison d'un
anticorps doit permettre la pr\'{e}servation du fragment Fab,
n\'{e}cessaire \`{a} la reconnaissance cellulaire. Contr\^{o}ler avec
pr\'{e}cision la densit\'{e} surfacique du ligand est encore plus
difficile~: une densit\'{e} trop faible risque de compromettre
l'interaction avec la cellule cible, tandis qu'une densit\'{e} trop
\'{e}lev\'{e}e peut entra\^{i}ner une perte de la mobilit\'{e}
mol\'{e}culaire des cha\^{i}nes de PEG, n\'{e}cessaire \`{a} la
r\'{e}pulsion st\'{e}rique des opsonines, d\'{e}clenchant ainsi
l'activation du compl\'{e}ment. Garantir la reproductibilit\'{e} du
nombre de mol\'{e}cules de ligands exprim\'{e}es \`{a} la surface des
nanosyst\`{e}mes est donc essentiel~; cela rend particuli\`{e}rement
complexe le d\'{e}veloppement pharmaceutique de ces nanom\'{e}dicaments
de troisi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration et explique leur absence sur le
march\'{e}.
C'est pourquoi nous avons propos\'{e} une approche de reconnaissance
mol\'{e}culaire plus simple, bas\'{e}e sur le concept de prodrogues
lipidiques capables de s'autoassembler en
nanoparticules~\cite{Couvreuretal2023}. Concr\`{e}tement, des
mol\'{e}cules pharmacologiquement actives ont \'{e}t\'{e} coupl\'{e}es
au squal\`{e}ne, un lipide naturel et biocompatible, dont la
conformation mol\'{e}culaire compacte entra\^{i}ne, en milieu aqueux,
la formation d'\'{e}difices supramol\'{e}culaires de l'ordre d'une
centaine de nanom\`{e}tres~\cite{Couvreuretal2006}. Cette approche a
permis de d\'{e}cupler l'activit\'{e} des principes actifs
transport\'{e}s en oncologie~\cite{Maksimenkoetal2014}, pour le
traitement de certaines maladies neurologiques~\cite{Gaudinetal2014},
de la douleur~\cite{Fengetal2019} et du choc
septique~\cite{Dormontetal2020}. Apr\`{e}s administration
intraveineuse, ces nanosyst\`{e}mes lipidiques se d\'{e}sagr\`{e}gent
rapidement, lib\'{e}rant les prodrogues \`{a} l'\'{e}chelle
mol\'{e}culaire. Le squal\`{e}ne, \'{e}tant un pr\'{e}curseur de la
biosynth\`{e}se du cholest\'{e}rol, il favorise ensuite l'incorporation
de la prodrogue dans les lipoprot\'{e}ines transporteuses de
cholest\'{e}rol (les LDL chez l'homme), permettant ainsi le ciblage
indirect des cellules canc\'{e}reuses qui surexpriment le r\'{e}cepteur
des LDL~\cite{Sobotetal2017}. Il s'agit d'une nouvelle approche de
vectorisation utilisant une plateforme flexible et polyvalente
exploitant les LDL endog\`{e}nes comme vecteurs naturels
{\og}~indirects~{\fg}.

\section{Nanoparticules de quatri\`{e}me
g\'{e}n\'{e}ration{\hfill\break} capables de r\'{e}pondre \`{a} un
stimulus} \label{sec5}

Comme explicit\'{e} ci-dessus, la vectorisation de mol\'{e}cules
pharmacologiquement actives a montr\'{e} des r\'{e}sultats prometteurs
et un certain nombre de nanom\'{e}dicaments sont, en effet, sur le
march\'{e}. Cependant, la traduction en clinique de l'effet EPR (pour
les nanovecteurs de deuxi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration) et de la
reconnaissance \`{a} l'aide de ligands (pour les nanovecteurs de
troisi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration), tr\`{e}s bien document\'{e}s sur des
mod\`{e}les animaux pr\'{e}-cliniques, se heurte encore \`{a} de
nombreux obstacles~: d'une part, la nature stochastique des
interactions ligand/r\'{e}cepteur et, d'autre part, les difficult\'{e}s
\`{a} contr\^{o}ler la lib\'{e}ration du m\'{e}dicament \`{a} partir de
ces nanovecteurs cibl\'{e}s. En fait, la diffusion fickienne, qui
r\'{e}git la lib\'{e}ration du principe actif, n'est pas
sp\'{e}cifique, aux organes, aux tissus, aux cellules et encore moins
aux compartiments intracellulaires cibles. Par cons\'{e}quent, des
strat\'{e}gies de lib\'{e}ration plus sp\'{e}cifiques et plus efficaces
sont n\'{e}cessaires. Une alternative consiste \`{a} d\'{e}velopper des
processus de lib\'{e}ration{\break} dits {\og}~\`{a} la demande~{\fg}
ou encore {\og}~on~{\fg} et {\og}~off~{\fg} qui d\'{e}clenchent la
d\'{e}livrance du m\'{e}dicament au bon moment et au bon endroit de
l'organisme~\cite{Muraetal2013}.

Cela a \'{e}t\'{e} rendu possible gr\^{a}ce aux progr\`{e}s de la
chimie des mat\'{e}riaux qui a conduit \`{a} la conception de
syst\`{e}mes sensibles \`{a} des \textit{stimuli endog\`{e}nes}. Par
exemple, un pH interstitiel plus bas dans le microenvironnement tumoral
ou au niveau de certaines zones inflammatoires peut \^{e}tre mis \`{a}
profit pour d\'{e}clencher la lib\'{e}ration cibl\'{e}e d'un
m\'{e}dicament~\cite{Leeetal2008}. Au niveau cellulaire, la
sensibilit\'{e} au pH peut provoquer la lib\'{e}ration du
m\'{e}dicament dans les endosomes tardifs ou les lysosomes acides, ou
au contraire permettre la translocation du principe actif
nanotransport\'{e} des endosomes vers le cytoplasme cellulaire. Ainsi,
le vaccin ARNm, r\'{e}cemment mis au point contre le virus du
SARS-CoV-2, utilise des lipides ionisables caract\'{e}ris\'{e}s par un
pKa compris entre 6,2 et 6,8~\cite{Jayaramanetal2012, Laboutaetal2022},
capables apr\`{e}s internalisation cellulaire d'interagir, au pH acide
des endosomes, avec les lipides de la membrane endosomale, selon un
m\'{e}canisme qui n'est pas encore totalement \'{e}lucid\'{e}. Celui-ci
semble, cependant, r\'{e}sulter de la transition des phases lamellaires
de la membrane endosomale vers des phases hexagonales,
d\'{e}clench\'{e} par l'interaction lipidique. Cela va alors engendrer
des d\'{e}fauts dans la membrane endolysosomale et permettre
l'\'{e}chappement vers le cytoplasme de l'ARNm, codant pour la
prot\'{e}ine S du virus (Figure~\ref{fig4}). Toutefois, il n'y a pas
encore de consensus concernant le m\'{e}canisme de l'\'{e}chappement
endolysosomal qui m\'{e}riterait d'\^{e}tre mieux connu afin de pouvoir
envisager d'autres applications~\cite{Chatterjeeetal2024}, comme
discut\'{e} dans les perspectives ci-dessous.

\begin{figure*}
\includegraphics{fig04}
\caption{\label{fig4}Illustration du m\'{e}canisme mol\'{e}culaire
permettant l'export de l'ARNm \`{a} partir des endolysosomes vers le
cytoplasme cellulaire. A pH neutre, les lipides nanoparticulaires
ionisables et les lipides de la membrane endosomale n'interagissent
pas. Lorsque le pH endosomal devient acide, les lipides ionisables
portent des charges positives et vont interagir avec les lipides
anioniques, situ\'{e}s sur le feuillet interne de la membrane
endosomale. Cette interaction produit un changement de la conformation
membranaire vers une phase hexagonale qui permet la fuite de l'acide
nucl\'{e}ique vers le cytoplasme cellulaire. Figure
selon~\cite{Chatterjeeetal2024}.}
{\vspace*{-.1pc}}
\end{figure*}

Un changement de potentiel r\'{e}dox r\'{e}sultant d'une concentration
accrue en glutathion dans l'environnement intracellulaire peut aussi
\^{e}tre mis \`{a} profit pour lib\'{e}rer le principe actif \`{a} cet
endroit. On peut aussi tirer parti de la pr\'{e}sence d'enzymes
sp\'{e}cifiques associ\'{e}s \`{a} un \'{e}tat physio-pathologique
particulier, comme par exemple la pr\'{e}sence de certaines
m\'{e}talloprot\'{e}inases au niveau tumoral ou permettre la
lib\'{e}ration cibl\'{e}e d'antibiotiques en r\'{e}ponse \`{a} la
pr\'{e}sence de lipases bact\'{e}riennes~\cite{Xiongetal2012}.

D'autres strat\'{e}gies font appel \`{a} des nanomat\'{e}riaux,
capables de r\'{e}pondre \`{a} un \textit{stimulus exog\`{e}ne},
g\'{e}n\'{e}ralement physique, comme un champ magn\'{e}tique
extracorporel pour provoquer une hyperthermie locale apr\`{e}s
injection de nanoparticules \mbox{ultrafines} d'oxyde de fer (USPIO),
ou permettre le guidage magn\'{e}tique de principes actifs attach\'{e}s
\`{a} ces nano-objets~\cite{Zhangetal2012}. Une modification de
temp\'{e}rature~\cite{AlAhmadyetal2012}, une irradiation photonique
cibl\'{e}e~\cite{Chenetal2018}, des ultrasons ou encore un courant
\'{e}lectrique peuvent aussi servir pour la lib\'{e}ration cibl\'{e}e
d'un m\'{e}dicament \`{a} partir d'un nanovecteur, en r\'{e}ponse \`{a}
ces excitations physiques. Ces approches n\'{e}cessitent l'utilisation
de mat\'{e}riaux biocompatibles dits {\og}~intelligents~{\fg}, capables
de subir une protonation sp\'{e}cifique, un clivage hydrolytique ou un
changement conformationnel mol\'{e}culaire ou supramol\'{e}culaire en
r\'{e}ponse \`{a} un stimulus, ou sensibles \`{a} une impulsion
physique sp\'{e}cifique. 

Ce concept a \'{e}t\'{e} sugg\'{e}r\'{e} pour la premi\`{e}re fois
\`{a} la fin des ann\'{e}es 70 avec l'utilisation de liposomes
thermosensibles pour la lib\'{e}ration locale de
m\'{e}dicaments~\cite{Yatvinetal1978}. La thermosensibilit\'{e} de ces
liposomes r\'{e}sulte g\'{e}n\'{e}ralement de l'utilisation de lipides
ayant une temp\'{e}rature de transition de phase aux alentours de
40~{\textdegree}C, induisant une modification de la conformation des
bicouches lipidiques avec, comme cons\'{e}quence, la lib\'{e}ration du
principe actif sous l'effet de la chaleur. Une autre approche utilise
des liposomes avec insertion d'un peptide thermosensible qui se
d\'{e}plie sous l'effet de la chaleur~\cite{AlAhmadyetal2012}. Il
existe aussi des liposomes thermosensibles g\'{e}n\'{e}rateurs de
bulles. Le principe repose sur la cr\'{e}ation de d\'{e}fauts dans la
bicouche lipidique \`{a} la suite de la g\'{e}n\'{e}ration de CO$_{2}$
par la d\'{e}composition du bicarbonate d'ammonium en cas
d'hyperthermie l\'{e}g\`{e}re (${\sim}$42~{\textdegree}C). En raison
des caract\'{e}ristiques hyper\'{e}chog\`{e}nes des bulles de CO$_{2}$,
ces v\'{e}sicules liposomales permettent \'{e}galement de faire de
l'imagerie par \'{e}chographie en plus de la lib\'{e}ration cibl\'{e}e
de la doxorubicine encapsul\'{e}e~\cite{Chenetal2013}. Une stimulation
c\'{e}r\'{e}brale profonde peut aussi \^{e}tre obtenue \`{a} l'aide de
nanoparticules de lanthanide inject\'{e}es dans l'aire tegmentale
ventrale du cerveau de la souris. Ces nanoparticules sont capables de
convertir un faisceau de lumi\`{e}re infrarouge extracorporelle en une
\'{e}mission locale de lumi\`{e}re bleue et d'activer ainsi le canal de
la rhodopsine exprim\'{e} dans des neurones
dopaminergiques~\cite{Chenetal2018}. Ces quelques exemples illustrent
la grande sensibilit\'{e} de ces nanosyst\`{e}mes \`{a} des stimuli
endog\`{e}nes ou exog\`{e}nes pour une lib\'{e}ration dite {\og}~\`{a}
la demande~{\fg}.

\section{Consid\'{e}rations toxicologiques} \label{sec6}

La voie intraveineuse est la plus utilis\'{e}e pour l'administration de
nanom\'{e}dicaments. D'un point de vue toxicologique, il est donc
crucial de pr\^{e}ter une attention particuli\`{e}re aux risques
d'effets secondaires li\'{e}s \`{a} cette voie d'administration. En
raison de leur petite taille, les nanom\'{e}dicaments ne
pr\'{e}sentent, a priori, pas de risques thrombo-emboliques. Cependant,
\`{a} la suite de leur interaction avec les composants sanguins,
notamment les prot\'{e}ines plasmatiques ou les ions susceptibles de
neutraliser leurs charges de surface, il est n\'{e}cessaire de
s'assurer qu'ils ne pr\'{e}sentent pas de risques d'agr\'{e}gation
pouvant conduire \`{a} l'embolisation de certains vaisseaux.

D'autre part, en raison de leur forte capture cellulaire par les voies
de la phagocytose ou de l'endocytose, il est important de v\'{e}rifier
qu'ils n'induisent pas de toxicit\'{e} chronique due \`{a} leur
accumulation intramacrophagique, pouvant conduire \`{a} des
th\'{e}saurismoses intracellulaires. Cela peut \^{e}tre \'{e}vit\'{e}
en utilisant uniquement des mat\'{e}riaux biod\'{e}gradables pour leur
pr\'{e}paration. Compte tenu de la biodistribution des
nanom\'{e}dicaments, de leur interaction avec les opsonines et de leur
tropisme pour le tissu h\'{e}patique, il est \'{e}galement essentiel
d'\'{e}tudier de mani\`{e}re approfondie, d\`{e}s le stade
pr\'{e}clinique, leurs effets sur la fonction de clairance plasmatique
par les cellules de Kupffer du foie~\cite{FernandezUrrusunoetal1996}.
La fonction h\'{e}patocytaire doit \'{e}galement faire l'objet
d'investigations toxicologiques pouss\'{e}es en recherchant une
\'{e}ventuelle r\'{e}action inflammatoire (r\'{e}versible) ou une
insuffisance h\'{e}patique plus
s\'{e}v\`{e}re~\cite{FernandezUrrusunoetal1995}. Mais le recul clinique
montre que le principal risque de toxicit\'{e} apr\`{e}s administration
intraveineuse r\'{e}sulte de l'apparition d'une r\'{e}action
pseudo-allergique, appel\'{e}e aussi CARPA, l'acronyme anglo-saxon de
{\og}~C activated related pseudo-allergy~{\fg}~\cite{SzebeniStorm2015}.
D\'{e}pourvue de production d'IgE, cette r\'{e}action appara\^{i}t chez
certains patients trait\'{e}s par des nanom\'{e}dicaments. Elle
r\'{e}sulte de l'activation de la voie alterne du compl\'{e}ment avec,
comme corollaire, l'activation des mastocytes et la lib\'{e}ration de
cytokines pro-inflammatoires. Cette r\'{e}action se caract\'{e}rise, le
plus souvent, par des manifestations cliniques b\'{e}nignes
(hypertension ou hypotension, sensation f\'{e}brile \`{a} l'injection,
temp\'{e}rature, rash facial, etc.) mais peut aussi aboutir, dans de
rares cas, \`{a} une pathologie cardio-pulmonaire mortelle, en
particulier chez des patients canc\'{e}reux affaiblis par la maladie.
Le CARPA n'est malheureusement pas un effet secondaire pr\'{e}visible
et la r\'{e}action inflammatoire est variable en termes de gravit\'{e}
et de fr\'{e}quence, en fonction de la nature du nanom\'{e}dicament et
du patient~; c'est pourquoi, de nombreux travaux essayent de mettre au
point un mod\`{e}le pr\'{e}dictif chez l'animal. D'une mani\`{e}re
g\'{e}n\'{e}rale, cette r\'{e}action pseudo-allergique d\'{e}pend de la
concentration en nanoparticules lors de l'injection intraveineuse.
C'est la raison pour laquelle, il est conseill\'{e} d'injecter les
nanom\'{e}dicaments en perfusion lente et de pr\'{e}m\'{e}diquer les
patients avec un m\'{e}dicament anti-inflammatoire.

A c\^{o}t\'{e} de la voie intraveineuse, d'autres voies
d'administration ont \'{e}t\'{e} utilis\'{e}es, notamment les voies
orale et dermique~; elles sont moins intrusives. Dans les deux cas, de
nombreuses barri\`{e}res doivent, en effet, \^{e}tre franchies pour
permettre l'absorption de nanoparticules m\'{e}dicamenteuses (couche de
mucus et barri\`{e}re \'{e}pith\'{e}liale pour la voie orale et stratum
corneum pour la voie dermique). L'absorption des nanoparticules par ces
voies reste donc tr\`{e}s faible, souvent m\^{e}me n\'{e}gligeable,
avec toutefois quelque portes d'entr\'{e}e \'{e}troites, comme les
cellules M des plaques de Peyer de l'intestin~\cite{Managulietal2018}
et les follicules pileux de la peau. L'administration de nanoparticules
par voie pulmonaire permet, quant \`{a} elle, d'atteindre les
macrophages pulmonaires via un processus d'opsonisation ou encore
lorsque certaines particules sont fonctionnalis\'{e}es avec un ligand
sp\'{e}cifique comme le mannose ou l'acide
hyaluronique~\cite{Tessieretal2024}. Si les particules polym\`{e}res ou
lipidiques ayant un diam\`{e}tre d'environ 100--200~nm ne sont pas
capables de passer l'\'{e}pith\'{e}lium pulmonaire, certaines
nanoparticules inorganiques de tr\`{e}s petite taille (5~nm) peuvent,
en revanche, la traverser, en particulier via la voie lymphatique. Il
est par ailleurs reconnu que des nanoparticules inhal\'{e}es en grande
\mbox{quantit\'{e}} peuvent induire des effets toxicologiques
importants, en particulier des ph\'{e}nom\`{e}nes inflammatoires en
rapport avec l'activation des macrophages. Il va sans dire que lorsque
les mat\'{e}riaux utilis\'{e}s ne sont pas ou peu biod\'{e}gradables,
un d\'{e}faut de clairance pulmonaire peut entrainer des fibroses, avec
des effets mutag\`{e}nes et carcinog\`{e}nes bien document\'{e}s. Des
sympt\^{o}mes cardiovasculaires ont \'{e}galement \'{e}t\'{e}
\mbox{d\'{e}crits}.

\section{Perspectives} \label{sec7}

L'utilisation des nanotechnologies pour l'administration de
mol\'{e}cules pharmacologiquement actives ou comme outils de diagnostic
via l'imagerie fait aujourd'hui partie de l'arsenal th\'{e}rapeutique
et diagnostique dont nous disposons. Ces approches offrent des
perspectives importantes pour le traitement de nombreuses pathologies.
Dans le domaine de la vaccination, le d\'{e}veloppement d'un vaccin
ARNm contre le Covid a montr\'{e} que l'encapsulation dans des
nanoparticules lipidiques pH-sensibles permettait d'amener l'acide
nucl\'{e}ique au niveau du cytoplasme cellulaire et de d\'{e}clencher
sa traduction sous forme d'une prot\'{e}ine vaccinale. Cette
plate-forme ouvre des perspectives non seulement pour d\'{e}velopper
des vaccins efficaces contre d'autres pathologies infectieuses mais
aussi de produire des prot\'{e}ines m\'{e}dicaments pour le traitement
de pathologies r\'{e}sultant de prot\'{e}ines manquantes ou non
fonctionnelles, \`{a} la condition de mieux comprendre les
diff\'{e}rents m\'{e}canismes de l'\'{e}chappement
endosomal~\cite{Chatterjeeetal2024}. Les exemples sont nombreux~:
production de vasopressine pour le traitement du diab\`{e}te insipide,
d'\'{e}rythropoi\'{e}tine dans certaines an\'{e}mies, d'une
prot\'{e}ine du surfactant pulmonaire dans certaines maladies
g\'{e}n\'{e}tiques, de prot\'{e}ines pro-apoptotiques pour traiter
certains cancers, du facteur~IX pour l'h\'{e}mophilie etc.~; il est
aussi possible de produire des anticorps sp\'{e}cifiques pour le
traitement de nombreux cancers ou maladies infectieuses. 

L'utilisation de ces nanovecteurs ionisables permet aussi,
apr\`{e}s endocytose, d'adresser aux ribosomes cellulaires des petits
ARN interf\'{e}rents (ARNi) qui, au contraire des ARNm, vont \^{e}tre
capables d'inhiber l'expression de certains g\`{e}nes, comme cela a
\'{e}t\'{e} fait r\'{e}cemment avec la mise sur le march\'{e} du
Patisiran, un ARNi nanoencapsul\'{e} qui inhibe \mbox{l'expression} de
la transthyr\'{e}tine, responsable d'une neuropathie
invalidante~\cite{Adamsetal2018}. D'autres d\'{e}veloppements sont
en cours pour traiter certains cancers en inhibant l'expression
d'oncog\`{e}nes de fusion, ou encore pour le traitement de maladies
neurologiques. L'application th\'{e}rapeutique ou vaccinale de cette
plate-forme nanoparticulaire ionisable pour le transport des ARNm ou
des ARNi se heurte, n\'{e}anmoins, \`{a} de nombreuses
difficult\'{e}s~:
\begin{itemize}
\item Lorsqu'il s'agit d'administrer un ARNm pour la production d'une
prot\'{e}ine th\'{e}rapeutique, celle-ci doit l'\^{e}tre en
quantit\'{e} suffisante et perdurer dans l'organisme pendant un temps
prolong\'{e}. Or, malgr\'{e} l'utilisation de lipides ionisables, le
rendement de l'export de l'acide nucl\'{e}ique du compartiment
endosomal vers le cytoplasme cellulaire reste relativement limit\'{e}
(sans doute seulement quelques~\% des mol\'{e}cules d'ARNm
internalis\'{e}es par la cellule). Il convient donc d'encourager des
recherches en vue de d\'{e}couvrir les meilleures compositions
lipidiques afin d'accroitre la translocation cytoplasmique. Cela ne
peut se faire qu'\`{a} partir d'une meilleure connaissance des
m\'{e}canismes cellulaires et mol\'{e}culaires de l'export
(identification pr\'{e}cise du pH endosomal de la cellule cible, mesure
du rendement de l'export, compr\'{e}hension des interactions lipides
nanoparticulaires/lipides de la membrane endosomale, etc.). D'autre
part, m\^{e}me produite en quantit\'{e} suffisante, la prot\'{e}ine
th\'{e}rapeutique peut avoir une expression transitoire ou peu
efficace, en raison d'un m\'{e}tabolisme rapide, d'une demi-vie
plasmatique courte, ou d'un d\'{e}faut au niveau de sa glycosylation. 
\item Concernant le d\'{e}veloppement d'acides nucl\'{e}iques \`{a}
vis\'{e}e th\'{e}rapeutique (ARNi, ARNm ou encore ADN), contrairement
aux applications vaccinales, il est n\'{e}cessaire d'utiliser la voie
intraveineuse en ayant recours \`{a} des nanovecteurs capables de
d\'{e}livrer ces mol\'{e}cules aux bons tissus et aux bonnes cellules.
Actuellement, la plupart des approches concernent le traitement de
pathologies pour lesquelles l'ARN doit \^{e}tre d\'{e}livr\'{e} au
niveau h\'{e}patique, tissu dans lequel les nanoparticules s'accumulent
spontan\'{e}ment. Induire l'expression ou l'inhibition d'une
prot\'{e}ine cible dans un autre tissu est une op\'{e}ration plus
complexe qui n\'{e}cessite le recours \`{a} des vecteurs de
troisi\`{e}me g\'{e}n\'{e}ration, fonctionnalis\'{e}s mais aussi plus
difficiles \`{a} d\'{e}velopper, comme expliqu\'{e} \mbox{ci-dessus}.
\item Enfin, l'application de la plate-forme \`{a} d'autres vaccins
n'est pas automatique car la prot\'{e}ine cible peut s'av\'{e}rer
insuffisamment immunog\`{e}ne ou muter trop rapidement, comme dans le
cas du VIH. Des essais cliniques sont, n\'{e}anmoins, en cours pour
d\'{e}velopper des vaccins ARNm contre la grippe saisonni\`{e}re,
permettant une production plus rapide et une meilleure adaptation aux
souches circulantes chaque ann\'{e}e. Des essais cliniques de vaccins
ARNm contre le virus Zika sont \'{e}galement men\'{e}s avec des
r\'{e}ponses immunitaires robustes.
\end{itemize}

L'utilisation des nanotechnologies ouvrent aussi des perspectives dans
l'\'{e}dition du g\'{e}nome \`{a} l'aide des technologies de type
CRISPR/Cas~9 \cite{Zurisetal2015}. En effet, la faible
p\'{e}n\'{e}tration intracellulaire de l'acide nucl\'{e}ique et de sa
nucl\'{e}ase ainsi que la fragilit\'{e} de la prot\'{e}ine dans
l'environnement enzymatique acidifi\'{e} des lysosomes apr\`{e}s
endocytose/phagocytose r\'{e}duisent fortement l'efficacit\'{e} de
l'\'{e}dition g\'{e}nomique \`{a} partir de prot\'{e}ines. Le potentiel
th\'{e}rapeutique de ces approches d\'{e}pend aussi de l'acheminement
des prot\'{e}ines vers les cibles cellulaires appropri\'{e}es. C'est la
raison pour laquelle, il est \'{e}vident que l'\'{e}dition g\'{e}nique
b\'{e}n\'{e}ficiera certainement, \`{a} l'avenir, de l'utilisation de
nanovecteurs pour un adressage intracellulaire plus efficace de ces
mol\'{e}cules complexes.

La capacit\'{e} qu'ont les nanovecteurs d'agir sur les interactions
entre cellules tumorales et cellules immunitaires offre \'{e}galement
des perspectives nouvelles en oncologie, en particulier pour la
reprogrammation des lymphocytes ou des macrophages tumoraux.
L'environnement tumoral est, en effet, capable d'\'{e}chapper \`{a} la
surveillance immunitaire via l'action des prot\'{e}ines du point de
contr\^{o}le immunitaire. Il a \'{e}t\'{e} montr\'{e} que certains
nanom\'{e}dicaments sont maintenant capables de bloquer ces
mol\'{e}cules du point de contr\^{o}le, de r\'{e}activer le syst\`{e}me
immunitaire et de conduire ainsi \`{a} l'inhibition de la croissance
tumorale. Par exemple, l'interaction entre \mbox{PD-1} port\'{e} par
les cellules-T et le facteur PDL-1 tumoral, qui permet aux cellules
tumorales d'\'{e}chapper \`{a} la surveillance immunitaire, peut
\^{e}tre \mbox{emp\^{e}ch\'{e}e} gr\^{a}ce \`{a} l'action de
nanoparticules fonctionnalis\'{e}es \`{a} l'aide d'anticorps capables
d'interagir avec l'une ou l'autre de ces deux cibles biologiques.
Ainsi, il a \'{e}t\'{e} montr\'{e} que l'administration de
nanoparticules fonctionnalis\'{e}es \`{a} l'aide d'un anticorps
anti-PDL-1, encapsulant un agoniste desTLR7/8, favorisait
l'infiltration de cellules T CD8+ dans des mod\`{e}les pr\'{e}cliniques
de tumeurs exp\'{e}rimentales (MC38 et B16)~\cite{Schmidetal2017}.

Ce tour d'horizon des perspectives offertes par les nanotechnologies
pour la d\'{e}livrance de mol\'{e}cules pharmacologiquement actives ne
serait pas complet si n'\'{e}taient pas mentionn\'{e}es de nouvelles
approches utilisant les v\'{e}sicules extracellulaires comme
nanovecteurs. Produites par les cellules et v\'{e}hiculant des acides
nucl\'{e}iques, des prot\'{e}ines, des peptides ou encore des
m\'{e}tabolites, les v\'{e}sicules extracellulaires sont les
m\'{e}diateurs de la communication intercellulaire. De composition
lipidique, elles peuvent \^{e}tre de nature variable (exosomes,
microv\'{e}sicules, ectosomes, corps apoptotiques, etc.). Elles sont
essentiellement assembl\'{e}es \`{a} partir de lipides, mais
poss\`{e}dent des prot\'{e}ines de surface qui leur assurent une
capacit\'{e} extraordinaire de reconnaissance cellulaire. Il n'est donc
pas \'{e}tonnant que ces v\'{e}sicules endog\`{e}nes puissent \^{e}tre
utilis\'{e}es comme transporteurs de m\'{e}dicaments. Riches en
phospholipides, elles sont comparables \`{a} des liposomes qui seraient
\'{e}quip\'{e}s de codes-barres de reconnaissance. Les nombreuses
techniques d'isolement conduisent souvent \`{a} l'inclusion des
contaminants et il n'est pas clairement d\'{e}montr\'{e} qu'elles
soient actuellement plus efficaces que des liposomes ou des
nanoparticules lipidiques~\cite{Herrmannetal2021}. Toutefois, les
m\'{e}thodes de pr\'{e}paration s'am\'{e}liorent r\'{e}guli\`{e}rement
et il n'est pas exclu que leur utilisation puisse avoir des
applications int\'{e}ressantes, notamment en oncologie.

\section{Conclusion} \label{sec8}

Comme d\'{e}montr\'{e} dans cet article, les nanotechnologies
conf\`{e}rent \`{a} certaines mol\'{e}cules pharmacologiquement actives
des propri\'{e}t\'{e}s in\'{e}dites. L'encapsulation dans des
nanovecteurs permet~: (i)~d'\'{e}viter la d\'{e}gradation et la
m\'{e}tabolisation de mol\'{e}cules fragiles telles que l'ARN, l'ADN,
les peptides, les prot\'{e}ines et certaines petites mol\'{e}cules,
(ii)~d'assurer la p\'{e}n\'{e}tration intracellulaire de mol\'{e}cules
qui, sous leur forme libre, sont incapables de diffuser \`{a}
\mbox{l'int\'{e}rieur} des cellules, (iii)~de franchir certaines
barri\`{e}res biologiques, parfois en quantit\'{e}s limit\'{e}es mais
n\'{e}anmoins significatives (barri\`{e}re h\'{e}mato-enc\'{e}phalique,
\'{e}pith\'{e}lium intestinal, follicules pileux cutan\'{e}s, muqueuse
pulmonaire), (iv)~de modifier la pharmacocin\'{e}tique des
mol\'{e}cules biologiquement actives et d'en alt\'{e}rer la
biodistribution tissulaire, cellulaire et m\^{e}me intracellulaire via
un ciblage passif ou actif, et (v)~de contr\^{o}ler la lib\'{e}ration
du principe actif encapsul\'{e} dans le temps et dans l'espace. Les
nanotechnologies am\'{e}liorent \'{e}galement les techniques d'imagerie
et la d\'{e}tection de biomarqueurs. 

\looseness=-1
Les applications de ces technologies avanc\'{e}es obligent les
chercheurs \`{a} r\'{e}fl\'{e}chir aux risques, conscients ou
inconscients, qu'elles peuvent engendrer ainsi qu'aux probl\`{e}mes
\'{e}thiques qu'elles suscitent. Les nanotechnologies m\'{e}dicales
correspondent, en effet, \`{a} la d\'{e}finition propos\'{e}e par Korn
et ses collaborateurs~\cite{Kornetalnd}, d\'{e}crivant une recherche
duale comme susceptible de d\'{e}tournement \`{a} des fins
ill\'{e}gitimes (m\'{e}susage) ou pr\'{e}sentant un risque de
cons\'{e}quences inacceptables pour la sant\'{e} humaine ou
l'environnement. \vspace*{-.4pc}

\section*{D\'eclaration d'int\'er\^ets}

Les auteurs ne travaillent pas, ne conseillent pas, ne poss\`edent pas
de parts, ne re\c{c}oivent pas de fonds d'une organisation qui pourrait
tirer profit de cet article, et n'ont d\'eclar\'e aucune autre
affiliation que leurs organismes de recherche.
\vspace*{-.4pc}

\section*{Remerciement}

L'auteur remercie le Dr Nils Braun du CNCB pour sa relecture de
l'article.

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