Sondes hétérobimétalliques pour l'imagerie bimodale

par Alexandre Boulay

Thèse de doctorat en Chimie, biologie, santé

Sous la direction de Claude Picard et de Béatrice Mestre.

Soutenue en 2013

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le principe de multimodalité en imagerie biomédicale, initié il y a une dizaine d'années, a conduit au développement d'une nouvelle classe de contrastophores : les agents de contraste bimodaux. L'approche développée au moyen de tels agents de contraste vise à dépasser les limites des techniques d'imageries conventionnelles afin d'accéder au cours d'une unique analyse à des informations d'ordre microscopique et macroscopique. Dans ce document, nous rapportons la synthèse de complexes hétérobimétalliques destinés à une utilisation en tant que sondes bimodales ainsi que l'évaluation de leurs propriétés physico-chimiques : stabilités en milieux aqueux, propriétés optiques et relaxométriques. La première série de complexes a pu être obtenue grâce à la synthèse d'un ligand bichélatant original comportant un motif 2,2'-bipyridine apte à complexer un métal de transition tel que Re(I), Ru(II) ou Ir(III), et un motif heptadente polyaminocarboxylique (2,6-bis[N,N bis(carboxymethyl)aminomethyl] pyridine, PMN) assurant la complexation d'un ion lanthanide, La(III), Eu(III), Tb(III), Gd(III), Yb(III) ou Nd(III). Les propriétés physico-chimiques des complexes obtenus par appariement des ions précités, se sont révélées pour un certain nombre d'entre eux, compatibles avec leurs utilisations dans différentes applications en imagerie bimodale avec notamment, l'accès à une dualité IRM/Imagerie optique dans le visible particulièrement intéressante. Des résultats préliminaires de cytotoxicité et de microscopie cellulaire concordent avec ces conclusions. La deuxième famille de composés bimodaux a été synthétisée à partir du cœur [Re(CO)3Bipy]+ complexé par une unité 2,2'-bipyridine, sur lequel un second ligand est introduit selon une approche " 2+1 ". Ainsi le premier radiocomplexe de type Re(I)/99mTc(I), alliant imagerie optique et imagerie TEMP, a pu être obtenu et caractérisé. Un équivalent gadolinié Re(I)/Gd(III) de structure originale et correspondant à une bimodalité Imagerie optique et IRM, a également été préparé selon une approche identique. Des études de bioconjugaison de ces composés sont en cours suite à des études préliminaires de toxicités favorables.

  • Titre traduit

    Heterobimetallic probes for bimodal imaging


  • Résumé

    The multimodality approach in biomedical imaging has gained in popularity over the last decade with the development of a new class of contrast agents : the bimodal probes. The combination of complementary imaging modalities appears as a convenient pathway to overcome the weakness of each imaging modality and should allow access to microscopic and macroscopic data at the same time. The synthesis of new heterobimetallic complexes and the evaluation of their physico-chemical properties (aqueous stabilities, photophysical and relaxometric evaluations) are reported in this document. Using a bichelating ligand with a 2,2'-bipyridine moiety for the complexation of transition metal ions and a heptadentate moiety (2,6-bis[N,N-bis(carboxymethyl)aminomethyl] pyridine, PMN) for the chelation of lanthanide ions, various complexes were synthesized. Their physico-chemical properties were analyzed and they were founded sustainable with bimodal applications, especially in view of a promising MRI/Optical imaging duality application. The preliminary data of cytotoxicity and cellular microscopy studies are compatible with these conclusions. A second approach was used to built heterobimetallic tricarbonyl Re(I)-based complexes using the "2+1" complexation principle to introduce an auxiliary ligand in the coordination sphere of the metallic ion. According to this way, the first dinuclear Re(I)/99mTc(I) complex for an optical imaging/TEMP imaging was reported as well as an original structure combining Re(I) and Gd(III) ions for a MRI/Optical imaging duality application. The bioconjugation studies of this last compound are undergoing following favorable preliminary cytotoxicity experiments.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (313 p.)
  • Annexes : Références bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2013 TOU3 0291
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