Localisation des ganglions sentinelles au moyen de quantum dots : application au cancer du sein, Sentinel lymph node mapping with quantum dots : Breast cancer application

Emilie Pic

Description

Sous la direction de François Guillemin
Thèse soutenue le 03 novembre 2009: Nancy 1
Le statut ganglionnaire a la valeur pronostique la plus importante chez les patientes atteintes d’un cancer du sein, le taux de survie étant corrélé au nombre de ganglions envahis. Dans le traitement des cancers du sein opérables d'une taille inférieure à 3 cm, la technique du ganglion sentinelle (GS) remplace le curage ganglionnaire de stadification. Toutefois, cette technique nécessite l’emploi simultané de radioisotopes et de colorants physiologiques présentant divers effets secondaires. Ainsi, notre stratégie a été de tester, sur modèle pré-clinique de nouveaux traceurs fluorescents, les Quantum Dots (QDs), pour la technique du GS. Une étude sur la détection in vivo du ganglion axillaire (GA) par spectrofluorimétrie fibrée après injection sous-cutanée (s.c.) de QDs émettant dans le rouge a été réalisée et leur quantification ex vivo a été effectuée par spectrofluorimétrie jusqu’à 24 h. Ce travail a montré l’accumulation rapide et sélective des QDs dans le GA chez la souris. Une étude sur la localisation in vivo de 2 ganglions régionaux par imagerie de fluorescence a été réalisée suite à l’administration s.c. de QDs émettant dans le proche infrarouge (PIR) ainsi qu’une étude de biodistribution ex vivo par spectrométrie de masse (ICP-MS). Les résultats obtenus ont montré que l’imagerie de fluorescence pouvait être utilisée après injection de QDs pour localiser et suivre leur accumulation dans les ganglions superficiels chez la souris saine. Pour se rapprocher de la clinique, le repérage in vivo du GS axillaire a été investi sur modèle tumoral murin de cancer du sein par imagerie de fluorescence après administration s.c. de QDs émettant dans le PIR. Deux techniques de détection des métastases ganglionnaires ont été utilisées puis comparées : l’histologie conventionnelle et la RT-PCR. Tous les GS axillaires ont été détectés in vivo par imagerie, sauf un GS qui était complètement envahi par les cellules tumorales et la meilleure incidence de métastases ganglionnaire a été observée avec la RT-PCR. Ainsi, les QDs pourraient être utilisés comme substitut des marqueurs actuellement employés dans la technique du GS pour les cancers du sein.
-Quantum dot
-Imagerie de fluorescence
Lymph node (LN) status is the most important prognostic factor in breast cancer patients and a determinant predictor of recurrence and survival. In the treatment of operable breast cancers with a size inferior of 3 cm, the sentinel lymph node biopsy (SLNB) substitutes the axillary LN dissection. However, this technique requires the simultaneous use of a radiocolloid and a physiologic dye, which present several secondary effects. Thus, our strategy was to test in preclinical model the new fluorescent markers, Quantum Dots (QDs) for SLNB. A study on in vivo axillary LN (ALN) mapping by light induced fluorescence was performed after subcutaneous (s.c.) injection of red-emitting QDs and their ex vivo quantification was realized by spectrofluorimetry for up to 24 h. We showed a fast and selective accumulation of QDs in ALN in healthy mice. An in vivo study on localization of 2 regional LNs by fluorescence imaging was carried out after the s.c. administration of near-infrared (NIR) emitting QDs along with ex vivo biodistribution study by mass spectroscopy (ICP-MS). Obtained results shown that fluorescence imaging can be used after QDs injection to map and follow their accumulation in superficial LNs in healthy mice. To approach the human clinic in a best possible way, sentinel ALN mapping was investigated after s.c. delivery of NIR emitting QDs in murine breast cancer model by fluorescence imaging. Two techniques for LN metastasis detection were used and compared: conventional histology and RT-PCR. All sentinel ALNs were located in vivo by imaging except one ALNs which was completely invaded by cancer cells and best incidence of LN metastasis was registered by RT-PCR (60 %). Thus, QDs could be used as a substitute for the markers currently employed in SLNB in breast cancers.
Source: http://www.theses.fr/2009NAN10087/document

Sujets

• Boîte quantique
• Microscopie à fluorescence

Informations

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• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 5 Mo

Extrait

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http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm UNIVERSITE HENRI POINCARE – NANCY I
Ecole doctorale « Biologie Santé Environnement »

THESE

Pour obtenir le titre de
Docteur de l’Université Henri Poincaré – Nancy I
Mention : Ingénierie Cellulaire et Tissulaire



par Emilie PIC



Localisation des ganglions sentinelles au moyen de quantum dots :
Application au cancer du sein.


Thèse présentée et soutenue publiquement le 3 novembre 2009



Rapporteurs :
Jean-Marc CLASSE Professeur, Nantes
Frédéric DUCONGE Chercheur CEA (HdR), Orsay

Examinateurs :
Pierre OLIVIER Professeur, Nancy Président du jury
François GUILLEMIN Professeur, Nancy Directeur de thèse
Frédéric MARCHAL Professeur, Nancy
Benoît DUBERTRET Chargé de Recherche CNRS (HdR), Paris

Invité :
Jacques DIDELON Ingénieur INSERM, Nancy
CENTRE DE RECHERCHE EN AUTOMATIQUE DE NANCY
CNRS UMR 7039 – NANCY UNIVERSITE – CENTRE ALEXIS VAUTRIN Remerciements

J’exprime mes sincères remerciements à :

Mr le Professeur François Guillemin. Ce fut un honneur pour moi qu’il ait accepté de
diriger ma thèse. En m’autorisant à travailler au sein du Centre Alexis Vautrin, il a rendu
possible la réalisation de ce travail dans les meilleures conditions. Je tiens à lui exprimer ma
reconnaissance et toute ma considération.

Mr le Professeur Frédéric Marchal. Je tiens à lui exprimer mon admiration quant à son
dévouement à l’exercice de la médecine et à la recherche. Malgré son importante charge de
travail, il s’est toujours montré disponible, patient et très attentif à mes études.

Mme le Docteur Lina Bolotine pour la confiance qu’elle m’a accordé en me
permettant de réaliser ce travail, et ce, dès notre première rencontre. Je lui suis infiniment
reconnaissante de toutes les opportunités qu’elle m’a permis de saisir.

Mr le Professeur Alain Richard pour m’avoir accueillie au sein du Centre de
Recherche en Automatique de Nancy et avoir toujours porté de l’intérêt à mon travail.

Mr le Professeur Didier Wolf pour m’avoir accueillie avec bienveillance au sein du
groupe thématique Ingénierie Pour la Santé et m’avoir permis de réaliser ma thèse.

Mrs les Docteurs Benoît Dubertret et Thomas Pons pour m’avoir fourni à toute
occasion et à tout moment des nanoparticles, m’ayant ainsi permis de réaliser ma thèse dans
de très bonnes conditions. Je tiens également à les remercier pour leur disponibilité à mon
égard, leur savoir scientifique et linguistique ainsi que leur gentillesse.

Mme le Docteur Agnès Leroux, pour sa disponibilité et son aide essentielle dans
l’aboutissement de mes travaux.

La Ligue Nationale Contre le Cancer ainsi que le comité départemental des Ardennes
pour avoir financé ma thèse.
Tout mon groupe de travail et en particulier Aurélie François, Saoussen Berrahmoune,
Anne Robé, Victor Clausse, Noémie Thomas, Denise Bechet, Sophie Marchal, Henri-Pierre
Lassalle, Julie Garrier et Dominique Marius-Leprince pour leur aide quotidienne, leur
sympathie et les bons moments partagés au Laboratoire, d’avoir partagé mes joies devant les
bons résultats mais aussi pour m’avoir remonté le moral quand il le fallait.

L’Unité de Biologie des Tumeurs du Centre Alexis Vautrin pour m’avoir permis de
travailler dans leur Laboratoire ainsi que pour leurs conseils scientifiques et techniques qui
m’ont beaucoup apporté.

Madame Anne-Laure Leblanc, animalière à l’animalerie centrale de la faculté de
médecine de Nancy, pour sa sympathie, son dévouement à son travail, sa sincérité, son
implication en tant qu’animalière et ses précieux conseils qui m’ont permis de mieux
appréhender et manipuler les animaux.

Enfin mais surtout, à ma mère, mon père, ma sœur et Jérémy pour leur soutien
inconditionnel et leur patience pendant toutes ces années passées à mes côtés.





Table des matières
Liste des figures ................................................................................................... 1
Liste des tableaux ................................................................................................ 2
Liste des abréviations.......................................................................................... 3
Introduction ......................................................................................................... 5
Chapitre I : Synthèse bibliographique .............................................................. 7
I. Cancer du sein et technique du ganglion sentinelle........................................................... 7
I.1. Epidémiologie et étiologie du cancer du sein .................................................................. 7
I.2. Anatomie et drainage lymphatique du sein...................................................................... 9
I.2.1 Anatomie du sein ....................................................................................................... 9
I.2.2 Anatomie du drainage lymphatique du sein............................................................. 10
I.2.2.1. Réseau lymphatique cutané.............................................................................. 11
I.2.2.2. Réseau lymphatique glandulaire 11
I.2.3. Anatomie du ganglion lymphatique........................................................................ 15
I.2.4. Ganglion lymphatique et cancer ............................................................................. 16
I.3. Technique du ganglion sentinelle .................................................................................. 17
I.3.1. Définition et historique du ganglion sentinelle....................................................... 17
I.3.2. Curage axillaire....................................................................................................... 17
I.3.3. Technique du ganglion sentinelle ........................................................................... 19
I.3.3.1. Technique chirurgicale..................................................................................... 20
I.3.3.2. Etude anatomopathologique du ganglion sentinelle ........................................ 27
I.4. Classification des cancers du sein 31
I.4.1. Classification histologique...................................................................................... 31
I.4.2. Classification du stade ............................................................................................ 31
I.4.3. Classification du grade 34
I.4.4. Récepteurs hormonaux 34
II. Quantum dots .................................................................................................................... 36
II.1. Propriétés photophysiques 36
II.2. Structure d’un quantum dot biocompatible .................................................................. 38
II.3. Techniques de quantification........................................................................................ 40
II.3.1. Quantification in vivo 40
II.3.1.1. Imagerie de fluorescence ................................................................................ 40
II.3.1.2. Imagerie nucléaire .......................................................................................... 45
II.3.1.3. Imagerie par résonnance magnétique ............................................................. 47
II.3.2. Quantification ex vivo............................................................................................ 49
II.3.2.1. Spectrofluorimétrie......................................................................................... 49
II.3.2.2. Compteur de rayons ionisants......................................................................... 49
II.3.2.3. Spectrom