Dendrimère

Définition

Un dendrimère est une macromolécule globulaire hautement ramifiée avec de nombreux bras émanant d'un noyau central, qui a montré des propriétés structurelles uniques. Les dendrimères ont un degré élevé de ramification, une multivalence, une architecture globulaire et un poids moléculaire bien défini, ce qui en fait des échafaudages prometteurs pour l'administration de médicaments.

Un dendrimère et ses groupes fonctionnels :

Structure de base d'un dendrimère montrant la stratification séquentielle d'unités monomères autour d'un noyau central (G0). Un dendrimère peut être composé de n'importe quelle unité monomère à condition qu'il ait au moins 2 groupes fonctionnels disponibles pour construire des générations supplémentaires. Groupes fonctionnels de surface représentés par des cercles.

Explications

Les dendrimères sont des molécules nanométriques à symétrie radiale avec une structure bien définie, homogène et monodispersée qui a un noyau généralement symétrique, une coque interne et une coque externe.

Leurs trois classes architecturales macromoléculaires traditionnelles sont largement reconnues pour générer des produits plutôt polydispersés de différents poids moléculaires.

Il existe divers dendrimères, et chacun a des propriétés biologiques telles que la polyvalence, l'auto-assemblage, les interactions électrostatiques, la stabilité chimique, la faible cytotoxicité et la solubilité. Ces caractéristiques variées font des dendrimères un bon choix dans le domaine médical.

Pharmacologie avec dendrimères

De nombreux médicaments commerciaux ayant une activité anticancéreuse et antimicrobienne ont été chargés avec succès dans des dendrimères, notamment la poly-amidoamine (PAMAM), la poly-propylène imine (PPI) et la poly-étherhydroxylamine (PEHAM), soit via des interactions physiques, soit par liaison chimique pour améliorer leur solubilité dans l'eau.

✅ L'influence du ligand conjugué et du degré de modification sur la cytotoxicité et l'activité antibactérienne du dendrimère G3 PAMAM modifié en phase terminale.

Les dendrimères eux-mêmes pourraient être utilisés comme agents antimicrobiens efficaces. Par exemple, ceux avec des surfaces chargées positivement ont généralement une forte interaction avec les membranes cellulaires bactériennes chargées négativement, tandis que ceux avec des noyaux métalliques peuvent libérer des agents antimicrobiens actifs tels que les ions métalliques et les ROS, entraînant la mort des bactéries.

Les nanoparticules polymères cationiques en forme d'étoile ou les dendrimères ont également montré une excellente activité antimicrobienne contre les bactéries MDR même sans charger d'agents antimicrobiens, démontrant le grand potentiel des nanomatériaux polymères dans la lutte contre les bactéries MDR.

⭐ Des bioadhésifs rapides et à haute résistance ont été développés, basés sur des polysaccharides et des dendrimères peptidiques avec une capacité hémostatique inhérente et des propriétés antibactériennes.

Agents antimicrobiens

Les agents antimicrobiens, notamment les antibiotiques, les AMP, les AgNP et les nanoparticules d'oxyde métallique (nanogels, nanofibres), pourraient également être efficacement chargés par les dendrimères. Par exemple, des nanocomposites argent-dendrimère ont été créés en chargeant des AgNPs dans des dendrimères poly-amido amine de basse génération.

Les AgNPs ont été formés par une réduction in situ d'ions argent enrichis par les groupements amines des dendrimères. Quelques facteurs ont influencé la taille des AgNPs, et le diamètre moyen des AgNPs a pu être contrôlé de 7,6 à 16,2 nm.

Le nanocomposite argent-dendrimère synthétisé a été utilisé comme agent antimicrobien dans la fabrication de tissus de coton, qui présentaient une excellente activité antimicrobienne contre E. coli et S. aureus. Des nanoparticules PLGA et des dendrimères PAMAM ont permis d'encapsuler et de délivrer efficacement la platensimycine, un puissant inhibiteur de la synthèse d'acide gras bactérien, respectivement, pour combattre les bactéries MDR.

Bénéficiant de la pharmacocinétique améliorée, les nanoparticules de PLGA chargées de platensimycine et les dendrimères de PAMAM ont montré une activité antimicrobienne accrue et une cytotoxicité réduite par rapport à la platensimycine libre, ce qui a entraîné une inhibition efficace de la formation de biofilm de S. aureus et la pleine survie des souris infectées par le SARM.

Pharmacocinétique

Le développement de la nanomédecine souffre actuellement d'un manque d'outils efficaces pour prédire le comportement pharmacocinétique sans s'appuyer sur des tests sur un grand nombre d'animaux, ce qui a un impact sur les taux de réussite et les coûts de développement.

Le premier modèle in silico à prédire la pharmacocinétique intraveineuse des dendrimères, a été développé en 2019 avec un vecteur médicamenteux couramment exploré, basé sur des propriétés physicochimiques. Des paramètres pharmacocinétiques des dendrimères et leurs propriétés structurelles/physicochimiques sont désormais connus (base de données relationnelle dendPoint).

Cela a été utilisé pour développer un modèle basé sur l'apprentissage automatique capable de prédire avec précision les paramètres pharmacocinétiques, y compris la demi-vie, la clairance, le volume de distribution et la dose récupérée dans le foie et l'urine.

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