Analyse in situ de cellules imprégnées de photosensibilisants par ablation / ionisation laser couplée à la spectrométrie de masse : Application en thérapie photodynamique des cancers

par Natacha, Madeleine, Germaine Lourette

Thèse de doctorat en Chimie - Physique

Sous la direction de Jean-François Muller.

Soutenue en 2004

à Metz .


  • Résumé

    A 5,10,15,20 meso(tetrahydroxyphényl)bacterio-chlorine (m-THPBC), la chlorine (m-THPC) et la porphyrine (m-THPP) équivalentes, sont employées comme agents photosensibles en thérapie photodynamique des cancers (PDT). Nos travaux ont été axés sur la m-THPC qui possède la plus grande activité photochimique. En vue d'une étude in vitro par MALDI-TOFMS, nous avons tout d'abord analysé ce photosensibilisant en milieu aqueux. Suite à une illumination laser à 650nm, les principales réactions observées ont été l'hydroxylation ou l'oxydation de la m-THPC et une déshydrogénation de la molécule en m-THPP. L'irradiation à 647,5 nm de la m-THPP a notamment révélé la formation de multimères covalents provenant de processus d'agrégations. Ces agrégats ont fait l'objet d'une étude structurale. Puis, nous avons utilisé une sonde chimique (DPBF) pour mettre en évidence la formation d'oxygène moléculaire singulet 1O2 pendant l'irradiation de la m-THPC. De la sorte, il a été montré tant en milieu éthanolique qu'aqueux, qu'une analyse MALDI-TOFMS permettait de caractériser simultanément la m-THPC, la DPBF et leurs photoproduits respectifs. Enfin pour comprendre les différents processus de photodégradation de la m-THPC in vitro, nous avons optimisé un protocole d'analyse par MALDI-TOFMS de cellules adhérentes intactes. Ainsi, nous avons identifié in situ des photoproduits oxydés et des traces de m-THPP, suite à l'irradiation par diode laser (652nm) de cellules incubées avec de la m-THPC (2µg/mL). L'extension de ce protocole à d'autres applications a permis de différencier de façon spécifique et reproductible différentes souches cellulaires cancéreuses par leur empreinte protéique.

  • Titre traduit

    In situ analysis of cells incubated by photosensitizers by laser Ablation / Ionization coupled to mass spectrometry : Application to photodynamic therapy of cancer


  • Résumé

    The 5,10,15,20-tetrakis(mesohydroxyphenyl) porphyrin series (m-THPP, m-THPC, and m-THPBC) have attracted interest as possible photosensitizers in PDT owing to their strong absorption in the red region combined with their tumor localizing properties. The m-THPC (FOSCAN, temoporfin), is one of the most efficient prospective sensitizers, although, until recently, there has been little information on the nature of its photoproducts. In aqueous medium, opening studies were carried out by MALDI-TOFMS. After laser irradiation at 650nm, hydroxides and oxides of m-THPC were detected. In addition, m-THPC dehydrogenization into m-THPP was observed. Subsequently, the laser irradiation (647. 5nm) of m-THPP revealed the formation of covalent multimers due to aggregation process. A preliminary structure was proposed. In parallel, a chemical probe (DPBF) was used to characterize the formation of singlet molecular oxygen 1O2 during the period of m-THPC irradiation by MALDI-TOFMS. In both media (ethanol and aqueous), the m-THPC, the DPBF and their respective photoproducts were identified at once. Finally, to understand the photodegradation process in situ, our in vitro assays were performed directly on adherent cells on their culture support. The dye detection inside the whole cells was carried out by MALDI-TOFMS. HT29 human colon carcinoma cells were incubated with m-THPC (2µg/mL). After diode laser irradiation (652nm) of these cells, oxidized photoproducts and m-THPP traces were characterized in situ. Lastly, in an effort to generate proteomic data, three different cancerous cellular lines were analyzed. For each line, a specific protein fingerprint was achieved with reproducibility.

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  • Détails : 161 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

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