Internalisation cellulaire et délivrance d'anti-cancéreux par des polymersomes magnétiques guidées par imageries optique et de résonance magnétique

par Marie Devreux

Projet de thèse en Polymères

Sous la direction de Olivier Sandre et de Sophie Laurent.

Thèses en préparation à Bordeaux en cotutelle avec l'Université de Mons , dans le cadre de École doctorale des sciences chimiques , en partenariat avec Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (laboratoire) et de EQ3 - Polymère Auto-Assemblage et Sciences de la Vie (equipe de recherche) depuis le 19-02-2020 .


  • Résumé

    Les polymersomes magnétiques sont des nano-vésicules à base de copolymères biocompatibles qui contiennent des nanoparticules d'oxyde de fer magnétique dans leur membrane hydrophobe. Ce type de nanovecteurs peut libérer une substance active sur un site tumoral par application externe d'un champ magnétique radiofréquence, provoquant un échauffement local de la membrane à l'échelle nanométrique, augmentant sa perméabilité et libérant une drogue anticancéreuse encapsulée au préalable dans des vésicules. Une étude récente en collaboration entre le LCPO à Bordeaux et l'UMONS a montré, par une étude physicochimique, que l'IRM pourrait permettre de suivre la libération d'un anticancéreux par ces polymersomes, à partir des variations de contraste T1 et T2 en fonction d'augmentation de perméabilité membranaire de vésicules. La thèse vise à vérifier ce mécanisme de thérapie « guidée par imagerie » in vivo. Pour cela, on prépare des polymersomes magnétiques à partir de copolymères amphiphiles biocompatibles formé d'un bloc polyester (polycaprolactone) hydrophobe et d'un bloc poly(éthylèneglycol) hydrophile, d'agents de contraste paramagnétique ou superparamagnétique, et de sondes optiques proche-infrarouge. Après avoir effectué la synthèse organique, les caractérisations physicochimiques en particulier relaxométriques, on étudiera ensuite l'encapsulation et le relargage en fonction du pH de la doxorubiscine, et l'internalisation cellulaire des polymersomes sur une lignée de cellules humaines de glioblastome U87, pertinentes pour étudier les tumeurs cérébrales. Enfin, une étude préclinique sera effectuée sur des souris porteuse de tumeurs modèles par deux méthodes d'imagerie moléculaire : l'IRM à l'UMONS et au centre de microscopie et d'imagerie moléculaire (CMMI) de Gosselies, et la bioluminescence et la tomographie optique au laboratoire I-MOTION de l'Université de Bordeaux. Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet COMMUCAN du site de recherche intégrée sur le cancer Bordeaux Recherche Intégrée Oncologie (SIRIC-BRIO).

  • Titre traduit

    Intracellular internalization and anticancer drug delivery by magnetic polymersomes: optical and magnetic resonance image-guided therapy


  • Résumé

    Magnetic polymersomes are nanovesicles based on biocompatible copolymers containing iron oxide nanoparticles in the hydrophobic membrane. This nanovector type allows to carry out drug delivery in tumoral area by applying an alternating magnetic field. It leads to a local heating of the membrane which increases its permeability. This membrane fluidization allows to deliver an anticancer drug priorily encapsulated in the vesicles. A recent physicochemical study in collaboration between UB and UMONS has shown that magnetic resonance imaging (MRI) allows to follow the progressive dissolution of membrane in weak acidic medium by variation of T1 and T2 proton relaxation times. Following theses results, we aim at showing a proof of concept of drug delivery monitoring by change of the MR image contrast, directly related to the permeability enhancement of the polymersomes. The purpose of this thesis is to confirm the mechanism of image guided therapy throuhg in vitro and in vivo experiments. To do so, magnetic polymersomes based on biocompatible amphiphilic copolymer will be prepared. Then, the internalization will be studied on glioblastoma U87 human cells. These cells are relevant to study cerebral tumors. Finally, a preclinical MRI study will be performed on mice at the Center for Microscopy and Molecular Imaging (CMMI) in Gosselies and by optical tomography and bioluminescence at I-MOTION laboratory in UB. This thesis is included in the COMMUCAN project, involving site-integated research on cancer at the SIRIC-BRIO.