Mémoire

Assessment of the activity of atovaquone-loaded nanocapsules in the treatment of acute and chronic murine toxoplasmosis

Évaluation de l'activité de nanocapsules d'atovaquone dans le traitement de la toxoplasmose murine aigüe et chronique

¹ Laboratoire de Parasitologie-Mycologie, Hôpital Saint-Louis, 1, avenue Claude-Vellefaux, 75475 Paris Cedex 10, France.
² Laboratoire de Pharmacie Galénique, ISPB - Faculté de Pharmacie, 8, avenue Rockefeller, 69373 Lyon Cedex 08, France.

^* Correspondence : Francis Derouin. Tel : 33 1 42 49 95 03 — Fax : 33 1 42 49 48 03.

Received: 14 January 1998
Accepted: 29 April 1998

Abstract

The aim of this work was to develop a new pharmaceutical form of atovaquone and to study its activity against Toxoplasma gondii in vitro and in vivo. Nanocapsules were chosen as the oral dosage form of administration. An analytical method was developed to determine the drug content in nanocapsules. The stability of these nanocapsules were assessed by following drug content, size, pH and osmolarity for a period of six months. The in vitro activity of atovaquone-loaded nanocapsules against tachyzoites of T gondii (RH stain) was comparable to its suspension form. In vivo studies were carried out in murine models of acute and chronic toxoplasmosis. Mice acutely infected with the virulent RH strain were orally treated with a dose regimen of 15 mg/kg/day for 10 days, starting from day 1 post-infection. 75 % of the mice receiving atovaquone-loaded nanocapsules survived 30 days post-infection, compared to none of untreated controls and none of mice treated with the suspension with the same dose regimen. In mice chronically infected by the COUL or the ME49 strain (Type II strains), then treated for six weeks, treatment with atovaquone (15 mg/kg/d, nanoparticles or suspension) resulted in a decrease of brain parasitic burden, which was significantly more pronounced in ME49-infected mice and in those treated with drug-loaded nanocapsules. These results show that the sensibility of T.gondii to atovaquone is different according to the strains and that the activity of atovaquone in the treatment of toxoplasmosis is enhanced when administered in nanoparticular form.

Résumé

L'objectif de ce travail était de développer une nouvelle forme galénique de l'atovaquone (nanocapsules per os) et d'en étudier l'activité sur Toxoplasma gondii in vitro et in vivo. Une méthode analytique a été mise au point afin de déterminer la quantité d'atovaquone intégrée dans les nanocapsules. La bonne stabilité des nanocapsules a été contrôlée par mesure de leur taille, leur pH, leur osmolarité et leur concentration en atovaquone, sur une période de six mois. L'activité in vitro des nanocapsules ddtovaquone sur les tachyzoites de T. gondii (souche RH) s'est révélée comparable à celle observée avec la forme suspension. Les études in vivo ont été menées sur des modèles murins de toxoplasmose aiguë et chronique. Des souris infectées par souche virulente RH ont été traitées pendant dix jours par une dose d'atovaquone (suspension ou nanoparticulesj de 15 mg/kg/jour, de J1 à J10 post-infection. 75 % des souris recevant la forme nonoparticule d'atovaquone étaient vivantes 30 jours après l'infection alors qu'aucune n'avait survécu parmi les souris non traitées ou traitées par la suspension d'atovaquone. Chez des souris présentant une toxoplasmose chronique (souche COUL et ME49 de type II), un traitement de six semaines par atovaquone (15 mg/kg/j, suspension ou nanocapsules, a permis une baisse importante de la charge parasitaire cérébrale. Cette baisse fut significativement plus marquée chez les souris infectées par la souche ME49 et chez celles traitées par la forme nanocapsulaire. Ces résultats montrent donc que la sensibilité à l'atovaquone est variable selon les souches et que la forme nanocapsulaire est d'une efficacité supérieure à la forme suspension dans le traitement de la toxoplasmose.