Nanotubes de carbone fonctionnalisés avec des anticorps pour développer une thérapie contre le cancer

Antibody-functionalized carbon nanotubes towards a targeted anticancer therapy

• Auteur / Autrice : Enrica Venturelli
• Direction : Alberto Bianco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg1995-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marcel Hibert, Khuloud Al-Jamal
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cécile Zakri, Ester Vázquez Fernández-Pacheco

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réactions antigène-anticorps

Vecteurs de médicaments

Immunopharmacologie

Nanotubes

Cancer -- Thérapeutique

Résumé

Récemment les nanotubes de carbone sont apparus comme un matériau unique dans le domaine des nanotechnologies et des nanosciences, en particulier en nanomédecine comme vecteurs pour la délivrance de médicaments. Durant ma thèse, j’ai développé des conjugués à base de nanotubes et d’anticorps pour développer une nouvelle stratégie ciblée de thérapie anti-cancéreuse. Actuellement, les anticorps ne peuvent pas être utilisés contre des cibles intracellulaires à cause de leur faible aptitude à traverser la membrane plasmique. Par contre, il a été montré que les nanotubes ont la capacité de traverser la membrane cellulaire via différents mécanismes (endocytose ou diffusion passive). Dans ce contexte, j’ai utilisé les nanotubes comme vecteurs pour la délivrance de molécules biologiquement actives à l’intérieur des cellules tumorales ciblées par l’anticorps. Nous avons démontré la possibilité de fonctionnaliser soit la paroi, soit les pointes des nanotubes avec deux types d’anticorps : un anticorps de ciblage de cellules tumorales ou un anticorps thérapeutique. Une fois liés aux nanotubes, les anticorps conservent leur activité de reconnaissance de l’antigène. Afin d’utiliser ces conjugués à des fins biomédicales, nous avons évalué leur profils pharmacocinétiques et toxicologiques. Ces études ont montré que les conjugués sont biocompatibles et ont tendance à être répartis dans différents organes (fois, rate et poumons). Les résultats obtenus sont encourageants quant à l’utilisation des nanotubes fonctionnalisés comme nouveau système de vectorisation de molécules biologiquement actives.

Recently, carbon nanotubes (CNTs) have emerged as new and promising materials for applications in different research fields such as nanotechnology and materials science. Recent studies on the ability of CNTs to form supramolecular complexes with nucleic acids or proteins triggered their applications in the biomedical domain, for example as drug delivery system. In this thesis, I focused my interest on the design and synthesis of antibody-CNT conjugates for targeted cancer therapy. The nanotubes are used as delivery system whereas the antibody is the targeting moiety for cancer cells. Nowadays antibodies represent a promising anticancer therapy, however they have not been utilized against intracellular targets because of their low aptitude to traverse the plasma membrane. On the contrary, CNTs have shown the ability to easily cross cell membrane via two mechanisms (endocytosis or passive diffusion). Results confirmed the possibility to covalently functionalize carbon nanotubes either with a targeting antibody or a therapeutic immunoglobulin. Once bound onto the surface of CNTs (sidewall or tips), surface plasmon resonance results displayed the conservation of the ability of the antibody to recognize the antigen. Important aspects related to the biomedical applications of these constructs are the evaluation of their potential toxicity and biodistribution profiles. Results indicated that the conjugates are biocompatible and they distribute mainly in liver, spleen and lungs. This work shows great promise for the use of functionalized carbon nanotubes as novel delivery system for drugs or bioactive molecules.