Ciblage de cellules du rétinoblastome par des porphyrines dimériques glycoconjuguées pour thérapie photodynamique à absorption biphotonique

par Marline N'Diaye

Projet de thèse en Pharmacotechnie et biopharmacie

Sous la direction de Véronique Rosilio.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué , en partenariat avec Institut Galien Paris-Sud (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-12-2015 .


  • Résumé

    Le rétinoblastome est une tumeur maligne de la rétine dont la fréquence est de 1/15000 naissances. Les traitements actuels consistent en une chirurgie mutilante et une chimiothérapie souvent responsable de cancers secondaires. Dans ce contexte, la thérapie photodynamique (PDT) apparait comme un mode de traitement alternatif intéressant. Un photosensibilisateur (PS) est injecté au patient et s'accumule dans la tumeur. Celle-ci est ensuite illuminée par un laser. Le PS excité génère alors des espèces réactives de l'oxygène qui induisent la mort cellulaire. Les tétraphénylporphyrines (TPP) constituent une classe de PS très utilisée en photothérapie dynamique, mais pas encore pour le rétinoblastome. Or, les TPP sont très hydrophobes et peu spécifiques. Nos travaux précédents, réalisés sur des TPP monomériques de structure chimique très variées nous ont permis de mettre en évidence la capacité de pénétration de TPP monomériques glycoconjuguées par un double mécanisme passif et médié, l'un ou l'autre étant prédominant selon les molécules. L'un des récepteurs à sucre surexprimé à la surface des cellules de rétinoblastome a été identifié et nous avons acquis, par ailleurs, des compétences dans le domaine de l'approche cell-free qui permet l'expression de protéines dans un milieu artificiel. Le premier objectif de notre projet est de reconstituer le récepteur à sucre dans la membrane de vésicules lipidiques géantes et de discriminer les TPP dimériques en fonction de leur mode d'interaction avec ces vésicules. Le second objectif innovant est de concevoir un vecteur stable, biocompatible qui solubilise ces molécules, et cible les cellules tumorales . L'ensemble de ce projet, s'il est couronné de succès, permettra de mieux valoriser les TPP synthétisées et d'orienter la synthèse de nouvelles molécules thérapeutiques pour une PDT efficace du rétinoblastome.

  • Titre traduit

    Targeting of retinoblastoma cells with glycoconjugated porphyrin dimers for two-photon photodynamic therapy


  • Résumé

    Retinoblastoma is a malignant retina tumor affecting 1 child in 15.000 births. It is currently treated by surgery and chemotherapy. Photodynamic therapy (PDT) is considered as a promising alternative1 to these treatments. It consists in intravenous injection of a photosensitizer (PS) such as a tetraphenyl porphyrin (TPP), which accumulates in the tumor, and then illumination of the tumor area with a laser of appropriate wavelength. The porphyrin is non-toxic in darkness, but when excited by light in the presence of oxygen, it generates singlet oxygen. To be efficient, the porphyrin must penetrate into cells. However, TPPs are hydrophobic and nonspecific. Four series of glycoconjugated TPP derivatives have been synthesized by Dr. Philippe Maillard's group at Institut Curie in order to get more hydrophilic compounds, sufficiently amphiphilic to cross the cell membrane through passive diffusion, and sufficiently specific to penetrate into cells via a mannose receptor overexpressed at retinoblastoma cell surface. The last series of TPPs includes TPP dimers for two-photon absorption. However these molecules are even more hydrophobic than monomeric ones, aggregate in the aqueous medium and do not penetrate into cells through passive diffusion or receptor-mediated transport. Our project aims at developing polymer nanoparticles covered by TPP-bearing erythrocyte membranes for increased biocompatibility and specificity 2,3. The specific interaction will be checked using giant unilamellar vesicles (GUV) expressing the MRC2 receptor by a cell-free method. The lipid composition of the GUVs will be deduced from a lipidomic analysis4. Recognition activity of glycoconjugated TPPs by the receptor will be evaluated by competition experiments. Endocytosis and photocytotoxic effect will be evaluated in vitro in cell cultures, and if successful in vivo on orthotopic retinoblastoma models developed in mice (Institut Curie). References 1 Teixo R et al. Cancer Metastasis Rev. doi : 10.1007/s10555-014-9544-y, 2015 2 Zhang L, and Zhang LF, Nano LIFE 1, 163, 2010 3 Hu C-MJ et al. Proc Natl Acad Sci USA 108, 10980, 2011 4 Essaid D. et al. submitted, 2016.