Développement de fonctionnalisations biochimiques de nanoparticules théranostiques pour un ciblage actif de l’apoptose

Les nanoparticules AGuIX® sont des petites plateformes paramagnetiques qui ont ete developpees pour des applications en imagerie medicale. Ces nanoparticules se composent a leur surface de plusieurs fonctions amines utilisees pour le greffage de ligands Gd-DOTAGA. Ces nanoparticules paramagnetiques ont un diametre inferieur a 5 nm. Differentes etudes dans le domaine du cancer ont montre que ces nanoparticules disposaient de proprietes theragnostiques, permettant a la fois la realisation d'un diagnostic et d'une therapie. En effet, la surface rigide des AGuIX permet une multimodalite dans l'usage des techniques d'imagerie medicale. Par ailleurs, leur faible diametre hydrodynamique assure un ciblage tumoral passif par effet EPR (Enhanced Permeability and Retention) et la presence de Gd permet la realisation de radiotherapies guidees plus localisees au niveau tumoral. Par ailleurs, leur taille permet une excretion du corps rapide par la voie renale. La vitesse de transmetallation relativement faible des ions Gd3+ complexes par les ligands DOTA, en presence d'ions metalliques tels que le Zn2+, assure des effets toxicologiques negligeables dans le cadre d'etudes precliniques. Des etudes ont montre que le peptide TLVSSL a une forte affinite pour la phosphatidylserine, un phospholipide surexpose sur des cellules en processus de mort cellulaire par apoptose. Le ciblage des cellules apoptotiques est interessant dans le cadre du suivi de l'efficacite d'une therapie anti-tumorale mais aussi pour le diagnostic des maladies liees a ce processus. Dans ce travail, les nanoparticules AGuIX ont ainsi ete greffees avec ce peptide (AGuIX-E3) pour ensuite etre caracterisees. Pour augmenter la mobilite des peptides fixes a la surface de la plateforme rigide, les AGuIX ont egalement ete greffees avec des peptides lies a un linker, l'acide 8-amino-3,6-dioxaoctanoique, par l'intermediaire d'une liaison amide (AGuIX-L-E3), mais egalement avec un peptide scramble (AGuIX-E3Sc, AGuIX-L-E3Sc).Les nanoparticules AGuIX® ont ete greffees avec le peptide en considerant l'activation prealable des fonctions carboxyliques disponibles en surface avec de l'EDC. En outre, l'addition d'un marqueur fluorescent (rhodamine ou cyanine 5.5) a ete realisee afin de permettre des applications en microscopie de fluorescence, FACS et imagerie optique. Plusieurs techniques de caracterisations physico-chimiques telles que PCS, la spectroscopie de fluorescence, l'HPLC et la relaxometrie protonique ont ete realisees pour etudier ces plateformes. Des mesures relaxometriques et la realisation de profils Nl\IRD ont confirme l'augmentation du temps de correlation rotationnelle apres la fixation du peptide et ont aussi permis d'etudier la stabilite des nanoparticules en fonction du temps. Des tests biologiques sur cellules effectues en utilisant les techniques de microscopie a fluorescence, de cytometrie en flux ainsi que de relaxometrie, ont permis de determiner l'affinite des nanoparticules pour les phosphatidylserines surexposees a la surface d'une lignee de cellules T humaines lymphoblastiques (.Jurkat) au cours du processus de mort cellulaire. L'apoptose a ete chimiquement induite par le traitement prealable des cellules avec de la camptothecine, un compose chimique connu pour ses proprietes anti-tumorales. Cependant, bien que les analyses in vitro ont confirme l'impact reel du greffage des AGuIX sur l'efficacite de ciblage de l'apoptose, des etudes in vivo n'ont pas montre une influence significative du peptide lors de l'injection des nanoparticules (AGuIX, AGuIX-E3, AGuIX-E3Sc) sur un modele de souris traitees avec de la dexamethasone (DEX). En effet, la DEX a. fait l'objet d'etudes qui montrent son influence dans le declenchement d'une apoptose cellulaire au niveau du thymus. En conclusion, plusieurs caracterisations chimiques et des tests biologiques realises lors de nos recherches ont confirme le greffage des peptides E3 et E3Sc sur les nanoparticules AGuIX