Synthèse de nanoparticules superparamagnétiques biofonctionnalisées pour la thérapie anticancéreuse et étude de complexes hybrides nanostructurés par microcalorimétrie

Synthesis of biofunctionalized superparamagnetic nanoparticles for cancer therapy and microcalorimetry study of nanostructured hybrid complexes

• Auteur / Autrice : Jérémie Courtois
• Direction : Jean-François Berret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matière condensée et Interfaces
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Thermodynamique

Calorimétrie

Nanoparticules

Résumé

In the field of the biomedical applications of the superparamagnetic iron oxide nanoparticles, this PhD work presents the synthesis and the characterization of 10 nm maghemite nanoparticles biofunctionalized by peptides which have a specific interaction with cancer cells. The nanoparticles are firstly coated with poly(sodium acrylate) oligomer chains to stabilize them in biological media. Then, the peptide is covalently coupled to the carboxylate functions of the coating. Biofunctionalized nanoparticles are intended to the targeting of prostatic and pancreatic cancer cells in in vitro and in vivo experiments. Secondly, the poly(sodium acrylate) coated nanoparticles spontaneously form 100 nm colloidal complexes when mixed with cationic polyelectrolyte bloc / neutral bloc copolymers. These complexes can potentially find an interest in biomedicine, especially in magnetic resonance imaging. In this work, the thermodynamic of this electrostatic complexation is studied by microcalorimetry using the isothermal titration calorimetry technique. This leads to a better understanding of the mechanism of the reaction and of the relation between the formulation and structure of colloidal species obtained.

Dans le contexte des applications biomédicales de nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques, ce travail de thèse présente la synthèse et la caractérisation de nanoparticules de maghémite d'une dizaine de nm biofonctionnalisées par des peptides permettant le ciblage spécifique de cellules cancéreuses. Les nanoparticules sont d'abord enrobées de chaînes oligomèriques de poly(acrylate de sodium) destinées à les stabiliser en milieux biologiques avant que le peptide ne soit greffé aux fonctions carboxylates de cet enrobage de manière covalente. Les nanoparticules biofonctionnalisées sont ainsi destinées au ciblage de cellules cancéreuses de prostate et de pancréas lors d'expériences in vitro et in vivo. Dans une deuxième partie, nous nous intéressons aux complexes colloïdaux d'une centaine de nm se formant spontanément lorsque les nanoparticules enrobées par du poly(acrylate de sodium) sont mises en présence d'un copolymère bloc polyélectrolyte cationique / bloc neutre. Ces complexes présentent un intérêt biomédical, notamment en imagerie par résonnance magnétique. Dans ce travail, la thermodynamique de cette complexation électrostatique est étudiée par microcalorimétrie via des expériences de titrations calorimétriques isothermes permettant une meilleure compréhension du mécanisme réactionnel et de la relation entre la formulation et la structure des objets obtenus.