Les maladies inflammatoires de la peau, telles que le psoriasis et la rosacée, sont des affections cutanées chroniques courantes à l’échelle mondiale, affectant gravement la qualité de vie des patients. Les méthodes traditionnelles de traitement topique, bien que simples et non invasives, souffrent d’une mauvaise pénétration cutanée et d’effets secondaires à long terme. Par conséquent, le développement d’un traitement topique efficace et sûr est devenu une priorité de recherche.

Le stress oxydatif joue un rôle clé dans la pathogenèse de nombreuses maladies inflammatoires de la peau, y compris le psoriasis et la rosacée. L’accumulation excessive d’espèces réactives de l’oxygène (reactive oxygen species, ROS) réduit la capacité antioxydante physiologique de la peau et perturbe le système redox du microenvironnement épidermique. Des études ont montré que la superoxyde dismutase (superoxide dismutase, SOD) et la métalloprotéinase matricielle 9 (matrix metalloproteinase 9, MMP9) jouent un rôle important dans la pathogenèse et la progression des maladies inflammatoires de la peau. Par conséquent, cibler l’activité enzymatique de la SOD et de la MMP9 pourrait être une stratégie efficace pour traiter ces affections.

Les nanoparticules (nanoparticles, NPs), en raison de leur taille, forme et propriétés physico-chimiques uniques, présentent des avantages dans la modulation immunitaire, la vaccination et le traitement des maladies inflammatoires. En particulier, les nanoparticules d’or (gold nanoparticles, AuNPs) possèdent une activité enzymatique de type SOD, capable d’éliminer efficacement l’excès de ROS et de moduler l’inflammation. Cependant, leurs propriétés de pénétration transdermique et leur stabilité limitent leur application dans les maladies inflammatoires de la peau. En modifiant la surface des nanoparticules métalliques, il est possible d’améliorer leurs propriétés de pénétration transdermique et leur stabilité. Cette étude a développé un nouveau matériau biologique, les Au-MEA NPs, en combinant l’azélamide monoéthanolamine (azelamide monoethanolamine, MEA) avec des nanoparticules d’or, dans le but d’améliorer leur stabilité et leur capacité de pénétration cutanée pour traiter efficacement les maladies inflammatoires de la peau.

Source de l’article

Cet article a été co-écrit par He Zhao, Han Zhao, Yan Tang, Mengfan Li, Yisheng Cai, Xin Xiao, Fanping He, Hongwen Huang, Yiya Zhang et Ji Li, provenant respectivement du Département de Dermatologie de l’Hôpital Xiangya de l’Université Centrale du Sud, du Collège des Sciences et Ingénierie des Matériaux de l’Université du Hunan, entre autres institutions. L’article a été publié en 2024 dans la revue Biomarker Research.

Processus de recherche et conception expérimentale

1. Synthèse des matériaux

1.1 Synthèse des Au-CA NPs

Les Au-CA NPs ont été synthétisées par la méthode classique de réduction au citrate de sodium. Les étapes comprennent le chauffage d’une solution de chlorure d’or (HAuCl₄) à 105°C, l’ajout d’une solution de citrate de sodium, et la réaction pour former les Au-CA NPs. Après la réaction, les NPs sont séparées par centrifugation et dispersées dans de l’eau déionisée.

1.2 Synthèse des Au-MEA NPs

Les Au-MEA NPs ont été synthétisées par échange de ligands. Les Au-CA NPs sont mélangées avec une solution de MEA et agitées à 30°C pendant 24 heures, permettant aux ligands MEA de remplacer les ligands citrate. Après la réaction, les NPs sont séparées par centrifugation et dispersées dans de l’eau déionisée.

1.3 Synthèse des Au-CA NPs et Au-MEA NPs marquées au FITC

Les Au-CA NPs et Au-MEA NPs sont réagies avec l’acide 3-mercaptopropionique (MPA), puis combinées avec l’isothiocyanate de fluorescéine (FITC) pour produire des NPs marquées au FITC.

1.4 Préparation des gels d’Au-CA NPs et d’Au-MEA NPs

Les Au-CA NPs et Au-MEA NPs sont mélangées avec le gel Sepimax Zen, dispersées par ultrasons et agitées pour former des gels homogènes.

2. Caractérisation des matériaux

Les propriétés physico-chimiques des Au-CA NPs et Au-MEA NPs ont été caractérisées par microscopie électronique à transmission (TEM), diffraction des rayons X (XRD), spectroscopie UV-Vis, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), spectroscopie photoélectronique X (XPS) et diffusion dynamique de la lumière (DLS).

3. Expériences cellulaires

Un modèle d’inflammation cellulaire a été établi en utilisant des cellules HaCaT (kératinocytes humains). La cytotoxicité des NPs a été évaluée par le test CCK-8, la distribution intracellulaire des NPs a été observée par microscopie à fluorescence et TEM, et l’expression des facteurs inflammatoires a été détectée par PCR quantitative en temps réel (qPCR) et Western blot.

4. Expériences animales

Des modèles de psoriasis induit par l’imiquimod (IMQ) et de rosacée induite par LL37 ont été utilisés pour évaluer l’efficacité thérapeutique des gels d’Au-MEA NPs. La pénétration cutanée et la sécurité des NPs ont été détectées par analyse histologique, immunofluorescence et ICP-MS.

5. Analyse protéomique

L’analyse protéomique a été utilisée pour étudier les mécanismes thérapeutiques des Au-MEA NPs dans les maladies inflammatoires de la peau, en identifiant les protéines différentiellement exprimées (DEPs) et en effectuant une analyse d’enrichissement des voies GO et KEGG.

Principaux résultats de la recherche

1. Synthèse et caractérisation des Au-MEA NPs

Les Au-MEA NPs ont été synthétisées avec succès par échange de ligands, montrant une bonne stabilité et une capacité de pénétration cutanée. Les analyses TEM et XRD ont montré que les Au-MEA NPs avaient une morphologie et une distribution de taille similaires à celles des Au-CA NPs. Les spectres UV-Vis et FTIR ont confirmé l’attachement réussi des ligands MEA. L’analyse DLS a montré que les Au-MEA NPs avaient une taille moyenne plus grande en solution aqueuse et un potentiel Zeta plus faible, indiquant une plus grande stabilité en solution.

2. Capacité de pénétration cutanée des gels d’Au-MEA NPs

Les analyses SEM et EDS ont confirmé l’incorporation réussie des Au-CA NPs et Au-MEA NPs dans les gels. Les analyses TEM et ICP-MS ont montré que les Au-MEA NPs pouvaient pénétrer efficacement la couche cornée de la peau de souris et s’accumuler dans le derme.

3. Effets thérapeutiques des gels d’Au-MEA NPs sur le psoriasis et la rosacée

Dans le modèle de psoriasis induit par l’IMQ, le gel d’Au-MEA NPs a significativement réduit l’épaisseur, les squames et l’érythème des oreilles des souris, ainsi que l’hyperplasie épidermique et l’infiltration cellulaire dans le derme. Dans le modèle de rosacée induite par LL37, le gel d’Au-MEA NPs a significativement amélioré l’érythème et l’infiltration de cellules inflammatoires, et a inhibé l’expression des facteurs inflammatoires.

4. Mécanismes anti-inflammatoires des Au-MEA NPs

L’analyse protéomique a montré que les Au-MEA NPs modulaient les voies de signalisation liées à l’inflammation, telles que la voie NF-κB, la voie TNF et la différenciation des cellules Th17, pour exercer des effets anti-inflammatoires. De plus, les Au-MEA NPs ont réduit la production de médiateurs inflammatoires dans les kératinocytes en augmentant l’activité de la SOD et en inhibant l’activité de la MMP9.

5. Sécurité des Au-MEA NPs

Les analyses histologiques et ICP-MS ont montré que le gel d’Au-MEA NPs n’a pas provoqué de toxicité significative dans les organes principaux des souris, indiquant une bonne sécurité.

Conclusion et signification

Cette étude a synthétisé pour la première fois des Au-MEA NPs par échange de ligands et a démontré leur efficacité significative dans le traitement du psoriasis et de la rosacée. Les Au-MEA NPs ont réduit l’inflammation cutanée en augmentant l’activité de la SOD et en inhibant l’activité de la MMP9, réduisant ainsi la production de médiateurs inflammatoires. De plus, les Au-MEA NPs ont montré une bonne capacité de pénétration cutanée et une sécurité, démontrant un grand potentiel de traduction clinique.

Points forts de la recherche

1. Synthèse de nouveaux nanomatériaux : Les Au-MEA NPs ont été synthétisées avec succès par échange de ligands, améliorant significativement la stabilité et la capacité de pénétration cutanée des nanoparticules d’or.
2. Effets anti-inflammatoires significatifs : Les Au-MEA NPs ont montré des effets thérapeutiques significatifs dans les modèles animaux de psoriasis et de rosacée, surpassant les Au-CA NPs traditionnelles.
3. Étude approfondie des mécanismes : L’analyse protéomique a révélé que les Au-MEA NPs exercent des effets anti-inflammatoires en modulant les voies de signalisation NF-κB et l’activité SOD/MMP9.
4. Bonne sécurité : Les Au-MEA NPs n’ont pas provoqué de toxicité significative dans les organes principaux des souris, démontrant une bonne sécurité.

Perspectives futures

Bien que les Au-MEA NPs montrent un grand potentiel dans le traitement des maladies inflammatoires de la peau, leur toxicité à long terme, leurs mécanismes de pénétration et leur profondeur de pénétration nécessitent des recherches supplémentaires. Les travaux futurs incluront l’optimisation des doses et des fréquences de traitement, ainsi que des études comparatives avec les gels commerciaux existants pour améliorer leurs performances.