Nanoencapsulation of plant oils extracted by supercritical CO2 for pharmaceutical applications
Nanoencapsulation des huiles des plantes extraites par CO2 supercritique pour des applications pharmaceutiques
Résumé
The use of plants for medicinal purposes has been known since ancient times in different cultures. In recent years, efforts have been devoted to the use of herbal medicine as a form of alternative therapy to avoid the adverse effects related with conventional chemically synthesized drugs. Among the vastness of plant products, essential and vegetable oils deserve peculiar attention. The use of plant oils is always confronted by their susceptibility to degradation and their reduced bioavailability in the human body. Therefore, nanoencapsulation systems (nanocarriers) were designed to overcome the aforementioned physicochemical drawbacks. The objective of this study was the nanoencapsulation of costus roots essential oil (Saussurea lappa CB Clarke). and date palm seeds vegetable oil (Phoenix dactylifera L.) extracted by an innovative and an environmentally friendly technique (Supercritical fluid extraction) in polymeric nanoparticles and the investigation of their therapeutic performances. Three axes were addressed in this work. The first one dealt with the extraction of oils and their qualitative and quantitative analysis by Gas chromatography- mass spectrometry. The second one is addressed to the encapsulation of plant oils in poly (methyl methacrylate) derivative (Eudragit® RS100) based- polymeric nanoparticles using the nanoprecipitation technique after having been optimized and the characterization of the obtained nanocapsules. The last part focused on the study of the anti-inflammatory, anti-Alzheimer, anti-diabetic and antioxidant activities. The results of the oil analysis showed the predominance of oleic acid (47.7%) and dehydrocostus lactone (55.4%) for vegetable and essential oils, respectively. Eudragit RS®100 is able to successfully encapsulate both types of oils in nanocapsules in the nanoscale range (from 145 to 217nm) with zeta potential between +45 and + 59mV and excellent stability at different temperatures and pH. In addition, the date seeds oil-loaded nanoparticles showed superior anti-diabetic activity than the standard drug, moderate anti-Alzheimer's activity, and low antioxidant activity. While costus oil loaded nanoparticles exerted relevant anti-inflammatory, anti-diabetic and anti-Alzheimer's activities. Through this thesis, we have demonstrated the promising potential of polymeric nanoparticles to improve the biological performance of natural oils and found that the studied oils-loaded nanoparticles constitute interesting alternatives of synthetic drugs in the management of Alzheimer, diabetes and inflammatory diseases.
Le recours aux plantes à des fins médicinales est connu depuis la nuit des temps dans différentes cultures. Au cours de ces dernières années, des efforts ont été consacrés à la pratique de la phytothérapie en tant que médecine alternative ou complémentaire dans le but d’éviter les effets indésirables liés aux médicaments d’origine synthétiques. Parmi la diversité des constituants de plante utilisés en phytothérapie, les huiles essentielles et végétales continuent à être utilisées en première intention. L’utilisation des huiles est souvent confrontée par leur dégradation et leur biodisponibilité réduite dans le corps humain. Par conséquent, des systèmes de la nanoencapsulation sont conçus pour surmonter les contraintes physicochimiques susmentionnés. L'objectif de cette étude est la nanoencapsulation de l’huile essentielle des racines du costus indien (Saussurea lappa CB. Clarke.) et l’huile végétale des noyaux de dattes (Phoenix dactylifera L.) extraites par un procédé innovant et respectueux de l'environnement (extraction par dioxyde de carbone supercritique) dans des nanoparticules polymères et l’étude de leurs performances thérapeutiques. Trois axes ont été abordés dans ce travail. Le premier a porté sur l'extraction des huiles ainsi que leur analyse qualitative et quantitative par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Le deuxième a porté sur l'encapsulation des huiles dans des nanoparticules polymères à base de dérivés de poly (méthyl méthacrylate) (Eudragit® RS100) par la technique de la nanoprécipitation après avoir été optimisée et la caractérisation des nanocapsules obtenues. Le dernier axe a porté sur l’étude de l’activité anti-inflammatoire, anti-Alzheimer, antidiabétique et antioxydante. Les résultats de l’analyse des huiles ont montré la prédominance de l’acide oléique (47.7%) et du dehydrocostus lactone (55.4%) pour l’huile végétale et essentielle, respectivement. L’Eudragit RS®100 est capable d’encapsuler avec succès les deux types d’huiles dans des particules de taille comprise entre 145 et 217 nm avec un potentiel ζ de +45 à +59mV et une excellente stabilité à différentes températures et pH. De plus, les nanoparticules chargées d’huile des noyaux de dattes ont montré une activité antidiabétique supérieure à celle du médicament standard, une activité anti-Alzheimer modérée et une faible activité antioxydante. Celles chargées d’huile de costus ont révélé des activités anti-inflammatoire, antidiabétique et anti-Alzheimer pertinentes. A travers cette thèse, nous avons mis en évidence le potentiel prometteur des nanoparticules polymères à améliorer les performances biologiques des huiles naturelles et qu’elles constituent des alternatives intéressantes par rapport aux différents médicaments d'origine synthétique dans la prise en charge de la maladie d'Alzheimer, du diabète et des maladies inflammatoires.
Origine : Version validée par le jury (STAR)