Development of a multimodal nanoprobe for the comprehension of post-stroke inflammation

L’accident vasculaire cerebrale (AVC) ischemique est une des premieres causes de mortalite dans le monde, par consequent il constitue un veritable enjeu de sante publique. Cette pathologie resulte de l’obstruction d’une artere cerebrale par un caillot et declenche une inflammation, pouvant majorer les lesions tissulaires du cerveau. A ce jour les traitements anti-inflammatoires appliques en clinique se sont reveles inefficaces. Il est donc indispensable de developper de nouvelles approches diagnostiques pour une meilleure comprehension des mecanismes biologiques impliques dans cette pathologie. Dans ce contexte, nous avons propose la conception d’une nanoplateforme hybride multimodale comme agent de contraste adapte a trois techniques d’imagerie medicale. Ces nanoparticules au cœur inorganique, compose de GdF3 augmentent sensiblement le contraste en IRM et leur opacite procure un rehaussement de contraste pour le Scanner Spectral a Comptage Photonique (SPCCT), une technique de developpement recent. La troisieme modalite, la microscopie biphotonique procure une haute resolution et une tres grande sensibilite, tout en permettant d’obtenir des images en temps reel. Grâce a un chromophore adapte, greffe a la surface de la particule, cette modalite devient egalement accessible. Ces particules inorganiques sont synthetisees par une methode solvothermale originale, developpee par notre equipe. La surface des nanoparticules est ensuite modifiee par differents ligands polyethylene glycol (PEG) fonctionnalises, qui rendent les particules de GdF3 stables en milieu physiologique (comme le sang), biocompatibles et furtives. Enfin, un chromophore specialement developpe au sein de notre laboratoire, pour des applications d’absorption biphotonique, a ete greffe a la surface de la particule. Le couplage du chromophore a ete effectue via une reaction click azoture-alcyne, activee thermiquement (sans catalyse par Cu(I)). La toxicite des particules a ete evaluee par deux techniques differentes, appliquees sur des cellules d’origine humaine. A l’issue de ces tests aucun effet cytotoxique n’a ete observe. Apres avoir demontre les proprietes multimodales de ces nanoobjets, des experiences precliniques in vivo ont ete menees. Nous avons montre, que lors de l’observation du cerveau de souris la nanosonde augmente efficacement le contraste en SPCCT, IRM et produit un signal intense en microscopie 2-photons intravitale. Les particules se sont revelees particulierement stables dans le sang : grâce a leur furtivite elles restent dans la circulation longtemps, ce qui favorise leur passage a travers la barriere hemato-enchephalique lesee. Elles sont egalement phagocytees par les cellules immunitaires activees. La dynamique spatio-temporelle de ces cellules marquees par les nanoparticules a pu etre imagee