Aurelien Contini, José Hureaux, Frédéric Lagarce, Patrick Saulnier, Thierry Urban, Marie-Christine Rousselet, Jean-Pierre Benoit, Franck Lacoeuille, Service de Pneumologie [CHU Angers] (Pôle Hippocrate), Université d'Angers (UA)-Centre Hospitalier Universitaire d'Angers (CHU Angers), PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM)-PRES Université Nantes Angers Le Mans (UNAM), Micro et Nanomédecines Translationnelles (MINT), Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Design and Application of Innovative Local Treatments in Glioblastoma (CRCINA-ÉQUIPE 17), Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Nantes-Angers (CRCINA), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Nantes - UFR de Médecine et des Techniques Médicales (UFR MEDECINE), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Angers (UA), Service de Médecine Nucléaire [CHU Angers] (Pôle Signal Image Stérilisation), Département de Pharmacie [CHU Angers] (Pôle Hippocrate), Département de Cytologie et d’Histologie Pathologique [CHU Angers] (Pôle de Biologie-Pathologie), Service de la Recherche Clinique et Innovation [CHU Angers], This work was performed with the financial support of the Institut Régional en Santé Respiratoire dans les Pays de la Loire (rue du Landreau, Beaucouzé, France), the Comité départemental du Maine-et-Loire et de Charente, Cancéropôle Grand Ouest and the Bretagne, Centre, Pays de la Loire and Poitou-Charentes Régions., Micro et nanomédecines biomimétiques ( MINT ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Université d'Angers ( UA ) -Université Bretagne Loire ( UBL ), Service de Pneumologie [CHU Angers] ( Pôle Hippocrate ), Université d'Angers ( UA ) -CHU Angers, Design and Application of Innovative Local Treatments in Glioblastoma ( CRCINA - Département NOHMAD - Equipe 17 ), Centre de recherche de Cancérologie et d'Immunologie / Nantes - Angers ( CRCINA ), Université d'Angers ( UA ) -Université de Nantes ( UN ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche en Santé de l'Université de Nantes ( IRS-UN ) -Centre hospitalier universitaire de Nantes ( CHU Nantes ) -Université d'Angers ( UA ) -Université de Nantes ( UN ) -Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale ( INSERM ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche en Santé de l'Université de Nantes ( IRS-UN ) -Centre hospitalier universitaire de Nantes ( CHU Nantes ), Service de Médecine Nucléaire [CHU Angers] ( Pôle Signal Image Stérilisation ), Département de Pharmacie [CHU Angers] ( Pôle Hippocrate ), Département de Cytologie et d’Histologie Pathologique [CHU Angers] ( Pôle de Biologie-Pathologie ), Bernardo, Elizabeth, and Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)-Université d'Angers (UA)-Université de Nantes (UN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre hospitalier universitaire de Nantes (CHU Nantes)
José Hureaux,1,2 Franck Lacœuille,3,4 Frédéric Lagarce,1,5 Marie-Christine Rousselet,6 Aurélien Contini,3,4 Patrick Saulnier,1,7 Jean-Pierre Benoit,1,5 Thierry Urban1,2 1Unité Micro et Nanomédecines Biomimétiques (MINT), Université d’Angers, INSERM 1066, CNRS 6021, Université Bretagne Loire, 2Université d’Angers, CHU, Pôle Hippocrate, Service de Pneumologie, 3Université d’Angers, CHU, Pôle Signal Image Stérilisation, Service de Médecine nucléaire, 4CRCINA, Université Nantes Université Angers, 5Université d’Angers, CHU, Pôle Hippocrate, Pharmacie, 6Université d’Angers, CHU, Pôlede Biologie-Pathologie, Département de Cytologie et d’Histologie Pathologique, 7Université d’Angers, CHU, Service la Recherche Clinique et Innovation, Angers, France Abstract: Lipid nanocapsules (LNCs) are potential drug carriers for pulmonary delivery since they can be nebulized without any structural or functional changes, and the aerosols produced are highly compatible with pulmonary drug delivery in human beings. The alveolar surface tension, in vitro cytotoxicity, biodistribution and pulmonary toxicity in rats of a single endotracheal spray of LNCs or paclitaxel-loaded LNCs were studied. In vitro cytotoxicity of LNCs after a spray remained unchanged. Biodistribution study showed a homogeneous repartition in the lungs in rats with an improvement in lung retention of the radiolabeled tracer loaded in LNCs compared to the absence of LNCs with a lung half-time of 8.8±0.7hours. Bronchoalveolar fluid analysis revealed transient 7-day alveolar inflammation, reaching a maximum between days 2 and 4, characterized by a peak of granulocytes at day 1 followed by a peak of lymphocytes at day 3. Alveolar protein levels were increased at days 3 and 7. Acute inflammation was increased with paclitaxel-loaded LNCs in comparison with blank LNCs but dropped out at day 7. No histological pulmonary lesion was observed at day 60. LNCs lowered surface tension to a greater degree than Curosurf® in a physicochemical model of the pulmonary alveolus. A single pulmonary delivery of LNCs induces a short-term alveolar inflammation with no residual lesions in rats at day 60. These data permit to start the study of LNCs in surfactant replacement therapy. Keywords: lipid nanocapsules, pulmonary drug delivery, biodistribution, toxicity, paclitaxel