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Jul 29, 2023

Introduction du polyéthylène glycol (PEG)

Synthèse du PEG Le PEG peut être synthétisé par polymérisation anionique de l'éthylène

Synthèse de PEG

Le PEG peut être synthétisé par polymérisation anionique d'oxyde d'éthylène et de tout initiateur hydroxyle. Le groupe hydroxyle peut provenir de l'eau ou de l'éthylène glycol ou de n'importe quel diol. Ils peuvent également être dérivés d'époxyéthane par polymérisation par ouverture de cycle. Habituellement, le processus de polymérisation produit une famille de molécules de PEG avec une large distribution gaussienne des poids moléculaires. Le PEG ne porte que deux groupes fonctionnels limitant la portée d'une dérivatisation supplémentaire avec d'autres résidus ou ciblant des ligands. Par conséquent, les PEG commerciaux sont disponibles avec différents degrés de polymérisation et des groupes fonctionnels activés.

Propriétés du PEG

Le PEG doit sa renommée à sa grande flexibilité de structure, à sa biocompatibilité, à son amphiphilie, dépourvu de tout encombrement stérique et à sa grande capacité d'hydratation. Le PEG est soluble dans l'eau, l'éthanol et de nombreux autres solvants organiques, comme le DMF, le dichlorométhane, le toluène, l'acétonitrile, l'acrylonitrile, etc. Il présente peu de toxicité et peut être éliminé intact de l'organisme soit par les reins (pour les PEG < 30 kDa), soit par les fèces (pour les PEG > 20 kDa). En dehors de cela, le PEG est également non irritant et stable à la chaleur, aux acides et aux alcalis, il peut donc être largement utilisé dans diverses applications pharmaceutiques.

Les produits de la série PEG ont des propriétés différentes en fonction des différents poids moléculaires (Mw). Du point de vue de l'apparence, les PEG avec Mw de 200 à 700 sont normalement liquides à température ambiante, et ceux avec Mw> 700 passeront progressivement de solides semi-solides à solides mous (Mw entre 1000 ~ 2000), et enfin à des solides cristallins durs (Mw > 2000). D'autre part, à mesure que le Mw augmente, la solubilité dans l'eau, la pression de vapeur, l'absorption d'eau et la solubilité dans les solvants organiques du PEG diminueront en conséquence, tandis que le point de congélation, la densité relative, le point d'éclair et la viscosité augmenteront en conséquence. Le tableau suivant énumère brièvement plusieurs propriétés des produits PEG avec différents Mw.

PEG et dérivés de PEG

PEG-NHS ester; PEG-aldéhyde; PEG-maléimide; PEG-hydrazide; PEG-amine; PEG-alcyne; PEG-azide; PEG-vinylsulfone; PEG-thiol.

Le PEG, un polymère à squelette polyéther, est synthétisé par polymérisation par ouverture de cycle de l'oxyde d'éthylène en utilisant dans des cas courants ou généralement du méthanol ou de l'eau comme initiateur. La réaction donne des produits avec un ou deux groupes hydroxyle à chaîne terminale appelés monométhoxy-PEG (mPEG-OH) ou diol-PEG (HO-PEG-OH), respectivement (Fig. 2).

Le seul groupe hydroxyle dans le cas de la forme méthoxy, ou les deux dans le cas du PEG diol, peuvent être modifiés pour être réactifs vis-à-vis de différents groupes chimiques par plusieurs stratégies d'activation. De nos jours, un certain nombre de PEG activés sont disponibles dans le commerce. Ces dérivés sont couramment monofonctionnels, que ce soit dans leur structure linéaire ou ramifiée. Les structures chimiques de plusieurs dérivés clés du PEG sont illustrées à la figure 2. Ces dérivés sont principalement connus par leur Mw.

Technique de PEGylation

La PEGylation est définie comme la fixation covalente de chaînes de poly(éthylène glycol) (PEG) à des substances bioactives, telles que des nanoparticules, des protéines, des peptides ou des molécules non peptidiques. Cette technologie est apparue progressivement avec les progrès dans le domaine des produits biologiques et de la chimie des polymères et a été exploitée pour améliorer les applications pharmaceutiques d'un large éventail de produits thérapeutiques. De nos jours, la PEGylation est devenue la principale approche pour surmonter la plupart des limites des produits biologiques et du nombre de produits PEGylés approuvés par la FDA comme les enzymes (adénosine désaminase bovine et urate oxydase), les cytokines (interféron-α2a, interféron-α2b), les facteurs de stimulation des colonies de granulocytes, des hormones (époétine-β), des anticorps et leurs fragments et d'autres molécules organiques (pegvisomant, pegatinib) sont sur le marché.

Les références

1.D'souza, AA ; Shegokar, R., Polyéthylène glycol (PEG): un polymère polyvalent pour des applications pharmaceutiques. Avis d'expert sur l'administration de médicaments 2016, 13 (9), 1257-1275.

2.Véronèse, FM ; Pasut, G., PEGylation, approche réussie de l'administration de médicaments. Découverte de médicaments aujourd'hui 2005, 10 (21), 1451-1458.

3.Fruijtier-Pölloth, C., Évaluation de la sécurité des polyéthylène glycols (PEG) et de leurs dérivés utilisés dans les produits cosmétiques. Toxicologie 2005, 214 (1-2), 1-38.