Synthèse et évaluation métabolique de sondes moléculaires destinées à l'Oxymétrie et l'imagerie in vivo par résonance paramagnétique électronique

par Christophe Decroos

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la matière

Sous la direction de Jean-Luc Boucher et de Yun Xu-Li.

Soutenue en 2011

à Paris 5 .


  • Résumé

    La concentration en O2 est un paramètre physiologique primordial. L'oxymétrie in vivo est importante pour l'aide au diagnostic, au traitement et au pronostic dans le cas du cancer. L'oxymétrie par RPE repose sur l'utilisation de sondes radicalaires dont la largeur du signal est directement proportionnelle à la concentration en O2. Les radicaux persistants tris-(p-carboxyltétrathiaaryl)méthyle (TAM) possèdent les propriétés requises pour être utilisés comme sondes oxymétriques. Cependant, aucune donnée sur le métabolisme de ces composés utilisés in vivo n'était disponible au début de notre travail. Nous avons étudié leur réactivité et leur métabolisme in vitro. Nous avons montré que les radicaux superoxyde et alkylperoxyle oxydent ces radicaux en quinone-méthides par un mécanisme de décarboxylation oxydative spécifique d'oxydants à trois électrons. En présence de microsomes hépatiques, il se forme deux métabolites: le triarylméthane par réduction et la quinone-méthide par oxydation impliquant les cytochromes P45O et leur réductase. Les peroxydases en présence d'hydroperoxyde transforment les TAM en quinone-méthide avec la formation intermédiaire du cation triarylméthyle TAM+. Ce cation TAM+ est réactif vis-a-vis de divers nucléophiles d'importance biologique en formant des adduits covalents. Enfin, nous avons developpé une nouvelle méthode générale d'accès à de nouveaux derivés TAM non symétriques par réaction entre le cation TAM+ et différents nucléophiles (ipso-substitution nucléophile aromatique dépendant d'une décarboxylation oxydative). Nos résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de sondes plus stables utilisables in vivo.

  • Titre traduit

    Synthesis and metabolic evaluation of molecular probes for in vivo oximetry and imaging by electron paramagnetic resonance


  • Résumé

    O2 concentration is an essential physiological parameter. In vivo oximetry might be helpful for the diagnosis, the prognosis, as well as for the treatment in the case of cancer. EPR oximetry is based on the use of paramagnetic probes the linewidth of which is directly proportional to O2 concentration. Persistent tris(p-carboxyltetrathiaaryl)methyl (TAM) radicals have required properties to be used as EPR oximetry probes. However, at the beginning of our work, no data was available about the metabolism of these probes used in vivo. We studied their reactivity and their metabolism in vitro. We showed that superoxide and alkylperoxyle radicals efficiently oxidize these radicals to the corresponding quinone-methide by an oxidative decarboxylation mechanism, specific of three electron oxidants. In the presence of hepatic microsomes, two major metabolites are formed: the triarylmethane by reduction and the quinone-methide by oxidation, involving cytochromes P45O and their reductase. Peroxydases in the presence of hydroperoxide catalyze the oxidation of TAM into the quinone-methide with the intermediate formation of the trityl cation TAM+. This cation TAM+ appeared to be reactive toward biological nucleophiles by forming covalent adducts. Finally, we also developed a new general method to access to new dissymetric TAM radicals through a reaction between trityl cation TAM+ and various nucleophiles (ipso-nucleophilic aromatic substitution coupled to an oxidative decarboxylation). Our results offer new perspectives for the development of stable probes for in vivo use.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (277 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 253-270

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TPHA 12420
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