Dendritic surface modification of photocatalytic nanoparticles for tumour therapy

par Susanne Julia Koch

Thèse de doctorat en Chimie organique

Sous la direction de Karine Heuzé.

Soutenue le 12-10-2017

à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale des Sciences chimiques (Talence ; Gironde) , en partenariat avec Institut des Sciences Moléculaires (Bordeaux) (laboratoire) .

Le président du jury était Thierry Toupance.

Le jury était composé de Karine Heuzé, Thierry Toupance, Karine Glinel, Gerhard Sextl, Sofia Dembski, Stephan Hackenberg.

Les rapporteurs étaient Karine Glinel, Gerhard Sextl.

  • Titre traduit

    Modification dendritique de surface des nanoparticules photocatalytiques pour le traitement des tumeurs


  • Résumé

    L'apparition d’un développement cancérigène est souvent caractéristique des tumeurs de la région de la tête et du cou. En raison des altérations prémalignes et malignes fréquentes, il n'est souvent pas possible de supprimer complètement la tumeur par chirurgie.Il en résulte un risque élevé de récidive tumorale. Par conséquent, cette recherche de doctorat vise à développer des nanoparticules photocatalytiques (NPs) qui seront utilisées localement en complément de la thérapie tumorale traditionnelle. Ces NPs, une fois absorbées par les cellules tumorales induiront la mort des cellules photocatalytiques par activation de lumière UV. Des NPs de TiO2 ayant des propriétés photocatalytiques et une taille moyenne inférieure à 20 nm étaient donc synthétisées. La biocompatibilité des NPs, leur absorption dans les cellules et un ciblage tumoral efficace devraient être garantis par une modification de surface des particules avec des molécules organiques dendritiques permettant un contrôle précis de la charge de surface des particules ainsi que la possibilité de couplage avec des anticorps. Un autre objectif était la combinaison de propriétés thérapeutiques et diagnostiques dans le système de NPs par exemple réalisé par incorporation d'agent luminescent. Cette recherche était menée à l'Université de Bordeaux (synthèse des molécules organiques pour la fonctionnalisation des particules) en coopération avec l'Institut Fraunhofer de recherche en silicate ISC à Würzburg, Allemagne (synthèse des nanoparticules).


  • Résumé

    The occurrence of field cancerization is characteristic for tumours of the head and neck region. Due to these widespread premalignant and malignant alterations, it is frequently not possible to entirely remove the tumour by surgery. This results in a high risk of tumour recurrence. Therefore, this PhD research aimed to develop photocatalytic nanoparticles (NPs) as completion of the traditional tumour therapy. These NPs are supposed to be incorporated by tumour cells and to induce photocatalytic cell death by UV light activation. TiO2 with convincing photocatalytic properties and an average size smaller than 20 nm should therefore be synthesized. NP biocompatibility, their uptake into cells and an efficient tumour targeting should be guaranteed by surface modification of the particles with dendritic organic molecules that allow a precise control of the surface charge of the particles as well as antibody coupling.A further objective was the combination of therapeutic and diagnostic properties within the NPsystem realized for example via introduction of a luminescent dye. This research was carried out at the University of Bordeaux (synthesis of organic molecules for particle functionalization) in cooperation with the Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC in Würzburg, Germany (nanoparticle synthesis).


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