Synthèse de nanoparticules spécifiques pour le ciblage et l'imagerie de l'angiogenèse tumorale

par Stéphanie Deshayes

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Gérard Déléris et de Marie-Claude Dubois-Clochard.

Soutenue le 16-12-2009

à Bordeaux 1 , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde) .

Le jury était composé de Sébastien Lecommandoux, Michel Moenner, Victor Maurizot.

Les rapporteurs étaient Brigitte Jamart, Jacques Desbrières.


  • Résumé

    La croissance d’une tumeur requiert la formation de son propre réseau vasculaire par angiogenèse. Ce processus est orchestré par une multitude de médiateurs dont le VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) qui interagit avec des récepteurs surexprimés à la surface des cellules endothéliales des vaisseaux avoisinant la tumeur. Les thérapies ciblées anticancéreuses jouent sur cette surexpression pour concevoir de nouvelles molécules spécifiques de la zone tumorale. Un nouvel agent de ciblage a ainsi vu le jour au sein du laboratoire. Il s’agit d’un cyclopeptide de 17 acides aminés, nommé CBO-P11 qui présente une haute affinité pour les récepteurs du VEGF. Afin de prolonger le temps de circulation du peptide dans le sang, des nanoparticules de poly(fluorure de vinylidène) (PVDF), polymère biocompatible, ont été utilisées comme vecteur. Les nanoparticules ont tout d’abord été synthétisées par une polymérisation radicalaire en émulsion dans l’eau, puis radio-greffées avec de l’acide acrylique (AA) pour obtenir du PVDF-g-PAA, ce qui a permis par la suite de les fonctionnaliser avec le CBO-P11 et un agent d’imagerie par « click » chemistry via un bras espaceur de type oligo(éthylène glycol). Différents marqueurs ont été étudiés à savoir deux sondes fluorescentes pour l’imagerie optique et un agent de contraste pour l’imagerie par résonance magnétique à bas champ. Chaque étape de synthèse a été caractérisée par de nombreuses techniques telles que la diffusion statique et dynamique de la lumière, la diffusion de neutrons aux petits angles, la spectrométrie photoélectronique de rayons X, la spectrométrie infrarouge, la spectrométrie de fluorescence et la polarisation dynamique nucléaire. Des études in vitro sur des cellules endothéliales ont permis de montrer que les nanoparticules n’étaient pas cytotoxiques et que le CBO-P11 lié au vecteur conservait sa spécificité pour les récepteurs du VEGF. Ces outils multifonctionnels présentent un grand potentiel pour cibler et imager les zones tumorales.


  • Résumé

    Tumor growth requires the formation of its own vascular network by angiogenesis. This process is mediated through numerous factors including VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) which interacts with receptors overexpressed on endothelial cells of blood vessels neighboring tumor. Targeted anticancer therapies take advantage of this overexpression to design tumor-specific molecules. A new targeting agent, CBO-P11 was synthesized in the laboratory. It is a 17-mer cyclopeptide with a high affinity for VEGF receptors. In order to increase the blood circulation time of this peptide, nanoparticles of poly(vinylidene fluoride) (PVDF), biocompatible polymer, were used as carrier. Nanoparticles were synthesized by radical polymerization in aqueous emulsion, then radio-grafted with acrylic acid (AA) to obtain PVDF-g-PAA. Nanoparticles were functionalized with CBO-P11 and an imaging agent by “click” chemistry via an oligo(ethylene glycol)-like spacer arm. Different dyes were used: two fluorescent probes for optical imaging and a contrast agent for low-field magnetic resonance imaging. Each step of the nanoparticles preparation was monitored and successfully characterized by numerous techniques such as dynamic and static light scattering, small-angle neutron scattering, X-ray photoelectron spectroscopy, infrared spectroscopy, fluorescence spectroscopy and dynamic nuclear polarization. In vitro studies were performed on endothelial cells and have shown that nanoparticles were not cytotoxic and that CBO-P11 conjugated to nanoparticles kept its specificity for VEGF receptors. Those multifunctional tools offer a great potential to target and image tumor.


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