Résumé :

Les maladies, les infections, les blessures et plusieurs dystrophies peuvent affecter la cornée et conduire à la cécité cornéenne, qui est actuellement la quatrième cause de cécité. Dans de nombreux cas, la transplantation de cornée est la seule option de traitement qui reste aux patients pour recouvrer la vue, car aucun traitement pharmacologique permanent n’est actuellement disponible. Cependant, la pénurie de donneurs de cornée dans le monde limite le nombre de patients pouvant bénéficier d’une transplantation D’autres options thérapeutiques sont nécessaires, mais la structure complexe de la cornée, qui comporte de nombreuses barrières physiologiques et anatomiques, pose des problèmes importants pour l’administration de médicaments dans l’?il. Dans cette thèse, différentes approches pour surmonter ces limitations ont été conçues et testées en utilisant des yeux entiers de bovins excisés comme modèle d’?il ex-vivo. Les quantum dots de carbone (CQDs) ont été le point focal car ces nanostructures ont démontré un grand potentiel pour la nanomédecine oculaire. Il a été constaté que les CQDs chargés négativement ont une capacité de pénétration limitée dans la cornée, alors que les CQDs chargés positivement et dérivés du chlorhydrate de glucosamine et de la spermidine (CQD-S) peuvent pénétrer l’ensemble de l’épithélium cornéen jusqu’à l’endothélium. Les propriétés d’amélioration de la pénétration des CQD-S ont été notamment soulignées en utilisant le dextran (150 kDa) comme modèle. Les CQDs chargés positivement étaient en outre d’excellents nanostructures pour interférer avec l’agrégation du collagène de type I sous l’illumination laser pulsée à faible énergie. Cette approche a permis la désintégration des agrégats de collagène et d’opacités vitréennes humaines. Finalement, une étude systématique des effets de la taille des immunoglobulines a démontré la faisabilité de l’utilisation de molécules dérivées des immunoglobulines en tant que thérapies potentielles pour guérir les maladies de la cornée et la cécité. Les connaissances acquises grâce à ce travail ont des implications pour le développement de systèmes innovants d’administration de médicaments qui peuvent pénétrer efficacement la cornée et améliorer les résultats des traitements pour les patients souffrant de maladies et de troubles de la cornée.

Abstract :

Disease, infection, injury and a number of dystrophies can affect the cornea and lead to corneal blindness, which is currently the fourth leading cause of blindness. In many cases, corneal transplantation is the only treatment option left for patients to regain their sight, as no permanent pharmacological treatment is currently available. Other treatment options are needed, but the complex structure of the cornea, with its many physiological and anatomical barriers, poses significant problems for the delivery of drugs to the eye. In this thesis, different approaches to overcoming these limitations were designed and tested using whole excised bovine eyes as an ex-vivo eye model. Carbon quantum dots (CQDs) were the focal point as these nanostructures have shown great potential for ocular nanomedicine. It was found that negatively charged CQDs have a limited ability to penetrate the cornea, whereas positively charged CQDs derived from glucosamine hydrochloride and spermidine (CQD-S) can penetrate the entire corneal epithelium down to the endothelium. The penetration-enhancing properties of CQD-S were highlighted using dextran (150 kDa) as a model. The positively charged CQDs were also excellent nanostructures for interfering with type I collagen aggregation under low-energy pulsed laser illumination. This approach enabled the disintegration of collagen aggregates and human vitreous opacities. Finally, a systematic study of the effects of immunoglobulin size demonstrated the feasibility of using immunoglobulin-derived molecules as potential therapies for curing corneal disease and blindness. The knowledge gained from this work has implications for the development of innovative drug delivery systems that can effectively penetrate the cornea and improve treatment outcomes for patients suffering from corneal diseases and disorders.