Cosmétiques, médicaments, gels douches… Pourquoi l’omniprésence du polyéthylène glycol pose question, et que sont les POx, qui pourraient le remplacer ?

Les polyéthylènes glycols, ou PEGs, sont des polymères très répandus dans les produits du quotidien comme les gels douche, shampoings, crèmes hydratantes, lubrifiants, vaccins, médicaments ou même les peintures. Ces composés, issus de la pétrochimie, sont appréciés pour leur capacité à améliorer la solubilité des substances actives, leur faible coût et leur production simple. Ils agissent comme des émulsifiants, stabilisent les mélanges eau/huile, retiennent l'eau pour hydrater la peau ou facilitent l'élimination des impuretés grasses. Leur poids moléculaire, exprimé en g/mol (ex. PEG-40, PEG-400), détermine leurs propriétés physiques : liquides en dessous de 500 g/mol, ils deviennent plus visqueux ou cireux à mesure que leur masse augmente. Malgré leur utilité, leur origine pétrochimique et leur faible biodégradabilité soulèvent des questions environnementales et sanitaires.

Les PEGs jouent un rôle clé dans les vaccins à ARN messager (ARNm), comme ceux contre le Covid-19. L'ARNm, fragile, est protégé par des nanoparticules lipidiques, de minuscules vésicules qui encapsulent le matériel génétique et facilitent son entrée dans les cellules. Ces nanoparticules contiennent un lipide « PEGylé », c'est-à-dire une molécule de lipide à laquelle est attachée une chaîne de PEG. Ce lipide PEGylé stabilise les nanoparticules en limitant leur agrégation et en contrôlant leurs interactions avec le milieu biologique. Il forme également une couche hydrophile à leur surface, rendant les nanoparticules moins visibles pour le système immunitaire. Cet effet prolonge leur circulation dans l'organisme et améliore l'efficacité de la délivrance de l'ARNm.

Malgré leur succès industriel, les PEGs présentent plusieurs limites. Leur fabrication peut laisser des traces de sous-produits toxiques comme l'oxyde d'éthylène ou le 1,4-dioxane, tous deux cancérigènes et strictement encadrés. Sur le plan biologique, certaines personnes exposées aux PEGs développent des anticorps anti-PEG, entraînant des réactions immunitaires rares mais pouvant provoquer des allergies ou des épisodes d'anaphylaxie, notamment après l'administration de médicaments ou de vaccins. Ces événements restent très rares au regard des millions de doses administrées. Enfin, la biodégradabilité des PEGs pose question : s'ils sont majoritairement éliminés par voie rénale lorsqu'ils sont de faible masse molaire, certains peuvent persister dans les milieux aquatiques, avec des effets écotoxicologiques à long terme encore mal connus.

Les poly(2-oxazolines), ou POx, sont des polymères connus depuis les années 1960 mais peu exploités jusqu'à récemment en raison de procédés de synthèse moins standardisés que ceux des PEGs. Les progrès récents en chimie des polymères ont permis de mieux contrôler leur fabrication et de relancer l'intérêt pour ces matériaux. Contrairement aux PEGs, les POx sont plus facilement « fonctionnalisables », c'est-à-dire modifiables chimiquement pour y greffer d'autres unités moléculaires, comme des sondes fluorescentes ou des ligands biologiques. Cette modularité offre une plus grande flexibilité dans la conception de systèmes thérapeutiques. Les POx suscitent un intérêt croissant pour leur faible immunogénicité, leur biodégradabilité modulable et leur comportement thermosensible, qui les rend adaptables à différentes applications médicales.

Les POx présentent plusieurs propriétés intéressantes pour la nanomédecine. Leur faible immunogénicité, c'est-à-dire leur capacité réduite à déclencher une réaction du système immunitaire, est un avantage majeur pour des usages répétés, notamment dans les vaccins ou les traitements contre le cancer. Leur biodégradabilité peut être modulée chimiquement, permettant de concevoir des structures stables pendant leur action thérapeutique avant de se dégrader de manière contrôlée. Cette dégradation peut être déclenchée par des stimuli biologiques comme un changement de pH ou la présence d'enzymes. De plus, leur comportement peut être modifié par la température, une propriété appelée thermosensibilité, utile pour créer des gels injectables liquides à température ambiante mais solides dans le corps. Ces caractéristiques ouvrent des perspectives pour la libération contrôlée de médicaments ou des applications en cosmétique.