Les recherches menées par l’équipe 3 ont pour objectif de concevoir et développer des systèmes innovants d’intérêt pharmaceutique en progressant du niveau moléculaire (substance active) à l’organisation supramoléculaire (polymères associatifs, hydrogels, complexes de biopolymères, etc.) pour aboutir à des systèmes originaux (gels complexes ou hybrides, systèmes émulsionnés sans tensioactifs de synthèse, etc.). Cette démarche s’appuie sur la maîtrise, par les membres de l’équipe, des concepts et des outils de caractérisation en cristallographie physique et en physicochimie des colloïdes. Le caractère original et cohérent de cette approche réside dans le souci de tenir les deux bouts de la chaîne, sans négliger les avancées fondamentales, mais en ayant toujours l’exigence des applications thérapeutiques.

Plus précisément, l’équipe développe 3 thématiques principales :

– La thématique 1, « Structures et propriétés de molécules d’intérêt pharmaceutique », vise à l’étude des propriétés physico-chimiques de molécules actives sous forme cristalline. Cette thématique s’appuie sur des outils de modélisation expérimentale et théorique (calculs ab initio et périodique) de la structure, de la densité électronique et des propriétés électrostatiques des molécules d’intérêt pharmaceutique dans l’environnement cristallin. De plus, une méthode originale de nucléation non-photochimique induite par laser (méthode NPLIN) a été développée pour le contrôle de la cristallisation de polymorphes cristallins (D. Mellah et al., Crystal Growth and Design, 2022). Une partie des travaux menés dans cette thématique porte plus spécifiquement sur la co-cristallisation de substances actives dans le but d’obtenir de nouvelles formes cristallines permettant une meilleure biodisponibilité. La thématique 1 fait l’objet d’une collaboration de longue date entre l’équipe 3 de l’Institut Galien Paris-Saclay et le Laboratoire SPMS (Gif-sur-Yvette).

– La thématique 2, « Conception et caractérisation de systèmes à base de polymères pour des applications pharmaceutiques », vise à concevoir de nouveaux systèmes à base de polymères sous forme d’hydrogels, de films ou encore de patchs, contenant ou non des objets colloïdaux (liposomes, exosomes, gouttelettes de nanoémulsions, lactobacilles…) afin de développer de nouveaux systèmes d’administration plus efficaces ou des biomatériaux pour la régénération tissulaire. La conception de ces systèmes s’appuie sur des méthodes classiques de formulation mais également sur des procédés plus innovants d’impression 3D. Cet axe de recherche s’ouvre à la conception de biomatériaux hybrides, intelligents (répondant à des stimuli externes chimiques ou physiques) et bioactifs obtenus par assemblages supramoléculaires de peptides.

– La thématique 3, « Systèmes émulsionnés », s’intéresse à la formulation et à la caractérisation de systèmes émulsionnés innovants pour des applications pharmaceutiques et cosmétiques. L’originalité de l’approche consiste à formuler et à stabiliser ces émulsions soit avec des biopolymères tels que des protéines ou des polysaccharides, soit avec des nanoparticules ou des nanocristaux (émulsions de Pickering) afin de limiter l’utilisation de tensioactifs de synthèse potentiellement toxiques ou irritants.

Les thématiques 2 et 3 s’appuient en particulier sur les outils du service de rhéologie au sein de la Plateforme de biophysique et instrumentation de l’Unité :

• Jaudoin C, Maue Gehrke M, Grillo I, Cousin F, Ouldali M,Arteni AA, Ferrary E, Siepmann F, Siepman J, Simelière F, Bochot A, Agnely F, Release of liposomes from hyaluronic acid-based hybrid systems: Effects of liposome surface and size. International Journal of Pharmaceutics, 2023, 648, pp.123560. ⟨10.1016/j.ijpharm.2023.123560⟩. ⟨hal-04317696⟩
• Beladjine M, Albert C, Sintès M, Mekhloufi G, Gueutin C, Nicolas V, Canette A, Trichet M, Tsapis N, Michel L, Agnely F, Huang N, Pickering emulsions stabilized with biodegradable nanoparticles for the co-encapsulation of two active pharmaceutical ingredients, International Journal of Pharmaceutics, 2023, 637, 122870. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2023.122870
• Jaudoin C, Grillo I, Cousin F, Gherke M, Ouldali M, Arteni A-A, Picton L, Rihouhey C, Simelière F, Bochot A*, Agnely F*   (* : same contribution), Hybrid systems combining liposomes and entangled hyaluronic acid chains: Influence of liposome surface and drug encapsulation on the microstructure, Journal of Colloid and Interface Science, 2022, 628, 995-1007. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.07.146
• Mellah D, Nicolaï B, Fournier B, Bošnjaković-Pavlović N, Legrand FX, Gemeiner P, Boemare V, Guiblin N, Assi A, Tfayli A, Konate S, Durand P, Spasojević-de Biré A, New Cocrystallization Method: Non-photochemical Laser-Induced Nucleation of a Cocrystal of Caffeine−Gallic Acid in Water, Crystal Growth and Design, 2022, 22(10), 5982–5995. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.2c00624
• Maaroufi Z, Cojean S,  Loiseau PM; Yahyaoui M, Agnely F, Abderraba M, Mekhloufi G, In vitro antileishmanial potentialities of essential oils from Citrus limon and Pistacia lentiscus harvested in  Tunisia, Parasitology Research, 2021, 120(4), 1455-1469. https://doi.org/10.1007/s00436-020-06952-5
• Jaudoin C,  Carré F, Gehrke M, Solgadi A, Steinmetz V, Hue N, Cailleau C, Tourrel G,  Nguyen Y,  Ferrary E,  Agnely F *, Bochot A *  (* : same contribution), Transtympanic injection of a liposomal gel loaded with N-acetyl-L-cysteine: A relevant strategy to prevent damage induced by cochlear implantation in guinea pigs?, International Journal of Pharmaceutics, 2021, 604, 120757. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2021.120757
• N’Guessan Gnaman KC, Bouttier S,  Yeo A,  Aka Any-Grah AAS,  Geiger S, Huang N,  Nicolas V, Villebrun S,  Faye-Kette H,  Ponchel G,  Koffi AA,  Agnely F, Characterization and in vitro evaluation of a vaginal gel containing Lactobacillus crispatus for the prevention of gonorrhea, International Journal of Pharmaceutics, 2020, 588, 119733. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2020.119733
• Nicolaï B, Fournier B, Dahaoui S, Gillet JM, Ghermani NE, Crystal and Electron Properties of Carbamazepine−Aspirin Co-crystal, Crystal Growth and Design, 2019, 19, 1308−1321. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.8b01698
• Ghermani NE, Molecular Potential Energies from Experimental Electric Field and Electrostatic Potential at Nuclei, Physical Chemistry A, 2019, 123(10), 2018-2024. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.8b12305
• Ali A,  Le Potier I, Huang N, Rosilio V, Cheron M, Faivre V, Turbica I, Agnely F, Mekhloufi G, Effect of high pressure homogenization on the structure and the interfacial properties of b-lactoglobulin, International Journal of Pharmaceutics, 2018,  537, 111-121. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.12.019
• Albert C, Huang N, Tsapis N, Geiger S, Rosilio V, Mekhloufi G, Chapron D, Robin B, Beladjine M A, Nicolas V, Fattal E, Agnely F, Bare and Sterically Stabilized PLGA Nanoparticles for the Stabilization of Pickering Emulsions, Langmuir, 2018, 34(46), 13935-13945. https://doi.org/10.1021/acs.langmuir.8b02558

BURCKBUCHLER Virginie
GERHKE Maria

ARAVYA Candice
JAUDOIN Céline
ROBIN Baptiste
MAAROUFI Zeineb
BELADJINE Mohamed Amine
N’GUESSAN-GNAMAN Kakwokpo Clémence
ALBERT Claire
ALI Ali
JOUANNY-BOUYER Eléonore

MOHAMMED ISMAIL Safa – Assistant Engineer
MAMO MONNET Emmanuelle – Assistant Engineer
GHERMANI Nour Eddine – Professor
SIMELIERE Fanny – Assistant Engineer
GROSSIORD Jean-Louis – Professor – Former team leader
COUARRAZE Guy– Professor – Former team leader – Team creator