Chélates azamacrocycliques pour des polymères chélatants bioconjugués pour l’analyse immunologique par cytométrie de masse des cancers et maladies rares

Azamacrocyclic chelates for bioconjugated metal-chelating polymers to perform immunological analysis by mass cytometry of cancer and rare diseases

• Auteur / Autrice : Laura Grenier
• Direction : Raphaël Tripier, Maryline Beyler
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 02/12/2019
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie, électrochimie moléculaires et chimie analytique (Brest, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Gasser
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Raphaël Tripier, Maryline Beyler, Gilles Gasser, Olivia Reinaud, Sandrine Cammas-Marion, Christine Goze
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Gasser, Olivia Reinaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cytométrie de masse

Indium -- Composés

Mots clés libres

Indium(III)

Tétraazacycloalcanes

Chélates renforcés

Agents chélatants bifonctionnels

Polymères

Cytométrie de masse

Indium(III)

Tetraazacycloalkanes

Reinforced chelates

Bifunctional chelating agents

Polymers

Mass cytometry

Résumé

La cytométrie de masse (MC) est une technique naissante qui permet une caractérisation poussée des phénotypes cellulaires via des isotopes métalliques. Au cours de cette thèse, un intérêt particulier est porté à la formation de complexes d’indium stables et inertes pour ouvrir les canaux de détection 113In et 115In aux protéines fortement exprimées.Dans une 1ère partie, la complexation de l’indium par un ligand cyclique polyazoté de type cyclam renforcé par un pont ethylène et fonctionnalisé par deux bras picolinate (cb-te2pa) est décrit. L’inertie cinétique exceptionnelle du complexe formé est comparée aux complexes d’indium de référence (dtpa et dota) actuellement utilisés en MC. La synthèse de son dérivé bifonctionnel (BCA), possédant une fonction pour la bioconjugaison introduite sur le squelette carboné du macrocycle afin de ne pas modifier les propriétés de coordination envers l’indium, est aussi reportée. Une étude approfondie des deux stéréoisomères générés par l’insertion de la fonction de greffage est présentée.Dans une 2ème partie, le nouveau BCA d’indium est greffé sur des polymères suivant le principe développé par Fluidigm® pour la conception d’agents de marquages utilisés en MC. Une comparaison pertinente est réalisée avec des polymères basés sur les dérivés bifonctionnels des ligands de référence afin de confirmer l’importance de développer de nouveaux agents de marquage basés sur le cyclam renforcé pour la détection de l’In(III).Enfin, des tests de fonctionnalité sur cellules cancéreuses ont été menés. Ces tests mettent en avant le grand potentiel du nouveau complexe d’indium comme un marqueur efficace des protéines fortement exprimées.

Mass cytometry (MC) is a dawning technique that allows a deep characterisation of the cells’ phenotypes via metal isotopes. In this thesis, particular interest is given to the formation of stable and inert complexes of indium to enable 113In and 115In as detection channels for highly expressed proteins.In a 1st part, the complexation of indium by a polyazacyclic ligand reinforced by an ethylenic bridge and functionalised by two picolinate arms (cb-te2pa) is described. The great kinetic inertness of the resulting indium complex is compared to indium complexes of reference (dtpa and dota) currently utilised in MC. The synthesis of the bifunctional derivative (BCA), which has a bioconjugation function introduced on the macrocyclic backbone to maintain the coordination properties towards indium, is also reported. An in-depth study of the two stereoisomers issued from the insertion of the grafting function is presented.In a 2nd part, this new BCA of indium is grafted to polymers following the same principle developed by Fluidigm® for the conception of staining agents used in MC. A relevant comparison with polymers based on the bifunctional derivatives of the ligands of reference is realised to confirm the importance of developing new staining agents based on the reinforced cyclam for the detection of In(III).Finally, functionality tests were conducted on cancerous cells. These tests are highlighting the great potential of the newly developed indium complex as an efficient reporter of highly expressed proteins.