Synthèse de sondes luminescentes utilisant un bras réactif auto-immolable : application à la détection de peptidases

Luminescent probes using a self-immolative linker strategy : applications to the detection of peptidases

• Auteur / Autrice : Jean-Alexandre Richard
• Direction : Pierre-Yves Renard, Anthony Romieu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 20/10/2008
• Etablissement(s) : Rouen, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale normande de chimie (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie organique, bioorganique : réactivité et analyse (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime ; 1996-....)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Bischoff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nicolas Winssinger, Raymond Ziessel, Benoît Dubertret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Luminescence

Sondes fluorescentes

Imagerie médicale

Mots clés libres

Chemiluminescence

Pro-fluorescence

Bras réactif auto-immolable

Imagerie optique

Sondes intelligentes

Imagerie in vivo

Apoptose

Optical imaging

Smart sensors

In vivo imaging

Résumé

L’imagerie optique est actuellement en train de révolutionner le diagnostic pré-clinique et le développement des médicaments. Dans ce contexte, la société QUIDD développe des sondes intelligentes capables de mettre en évidence des processus biologiques impliqués dans les maladies. Ainsi, cette thèse a pour objectif le développement d’une méthode générale pour la synthèse de sondes luminescentes visant la détection de peptidases. Pour cela, des sondes composées d’un substrat peptidique et d’une espèce luminescente phénolique reliés entre eux par un bras réactif auto-immolables ont été développées. Deux approches ont été envisagées : une stratégie utilisant des pro-fluorophores à phénol dont l’émission de fluorescence est éteinte lorsque leur fonction phénol est substituée. Une autre stratégie a consisté en l’utilisation de 1,2-dioxétanes dont la libération dans le milieu engendre une émission spontanée de lumière. Cette thèse présente tout d’abord la validation de cette stratégie, notamment pour la détection de la caspase-3, une enzyme fortement impliquée dans le processus apoptotique. La deuxième partie de ce travail relate les efforts effectués afin de permettre l’utilisation de ces sondes en imagerie in vivo.

Optical imaging is currently revolutionizing pre-clinic diagnosis and drug development. In that context, QUIDD develops smart probes able to follow biological events involved in biological disorders. The aim of this PhD work was to provide a general method for the synthesis of luminescent probes able to detect proteases. For that purpose, probes composed of a peptide substrate and a phenolic luminescent moiety connected by a self-immolative linker were developed. Two strategies were investigated: a first strategy involved phenolic pro-fluorophores, whose fluorescence is quenched when their phenol functionality is substituted. A second strategy took advantage of 1,2-dioxetanes whose liberation in the medium results in a spontaneous light emission. The first objective of this work was to provide a proof of concept of these strategies, especially for the detection of caspase-3, a key enzyme involved in the apoptotic process. The second part of this work was devoted to the extension of the strategy to in vivo imaging.