Synthèse de molécules fluorées pour le développement d'un nouvel outil de nano-imagerie : application à l'imagerie de l'angiogénèse pathologique

Sébastien Lavielle

Description

Sous la direction de Gérard Deleris
Thèse soutenue le 17 décembre 2009: Bordeaux 1
: La TEP (Tomographie par Emission de Positons) est actuellement la technique d’imagerie la plus performante. Cependant sa résolution spatiale millimétrique interdit de déterminer avec certitude si les traceurs radiomarqués atteignent sélectivement leur cible moléculaire. Nous avons donc proposé d’utiliser un nouvel outil d’imagerie ex vivo pour apporter de nouvelles informations moléculaires grâce à la haute résolution des analyses par faisceaux d’ions. Les analyses PIGE (Particle Induced Gamma-ray Emission) et RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) permettent ainsi de quantifier les éléments chimiques d’un échantillon avec une résolution spatiale micrométrique. Nos travaux ont donc été fondés sur l’optimisation de ces techniques pour la détection de molécules marquées au 19F stable (FDG et peptide polyfluoré ciblant spécifiquement l’angiogenèse tumorale) au sein d’échantillons biologiques tels que des coupes tumorales ou des membranes vascularisées.
-Mots cles français
Abstract
-Mots clés en anglais
Source: http://www.theses.fr/2009BOR13934/document

Informations

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Extrait

N° d’ordre : 3934


THÈSE


PRÉSENTÉE A

L’UNIVERSITÉ BORDEAUX 1

ÉCOLE DOCTORALE DES SCIENCES CHIMIQUES

par SEBASTIEN LAVIELLE

POUR OBTENIR LE GRADE DE

DOCTEUR
SPÉCIALITÉ : CHIMIE ORGANIQUE


SYNTHESE DE MOLECULES FLUOREES POUR LE
DEVELOPPEMENT D’UN NOUVEL OUTIL DE NANO IMAGERIE.
APPLICATION A L’IMAGERIE DE L’ANGIOGENESE
PATHOLOGIQUE.


Soutenue le 17 décembre 2009


Après avis de :

Mme Marie-Claire Lasne Professeur Université Caen Basse-Normandie Rapporteur
Mr Michel Vidal niversité Paris Descartes 5

Devant la Commission d’examen formée de :

Mr Bernard Lavielle Président
Mme Marie-Claire Lasne Rapporteur
Mr Michel Vidal
Mr Andreas Bikfalvi Examinateur
Mr Frédéric Dollé
Mr Gérard Déléris Directeur de thèse
Mme Karine Gionnet
- 2009 - Tables des matières



LISTE DES FIGURES, DES SCHEMAS ET DES TABLEAUX



LISTE DES ABREVIATIONS ET DES ANGLICISMES



INTRODUCTION GENERALE

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
 
1.  Le processus angiogénique ............................................................................................... 19 
1.1.  L’angiogenèse ............................................................................................................ 19 
1.1.1.  Développement et mécanismes de l’angiogenèse .............................................. 19 
1.1.2.  Switch angiogénique lors de processus cancéreux ............................................. 21 
1.1.3.  Angiogenèse tumorale ........................................................................................ 23 
1.2.  Régulateurs de l’angiogenèse .................................................................................... 25 
1.2.1.  Rôle du VEGF dans l’angiogenèse physiologique ............................................. 26 
1.2.2.  Rôle du VEGF dans l’angiogenèse tumorale ..................................................... 26 
1.2.3.  Structure du VEGF ............................................................................................. 27 
1.3.  Récepteurs du VEGF ................................................................................................. 28 
1.4.  Autre marqueur de l’angiogenèse tumorale : les intégrines ...................................... 30 
1.4.1.  Rôles des intégrines ............................................................................................ 30 
1.4.2.  Structure de l’intégrine α β .............................................................................. 30 V 3
2
1.4.3.  Ligands spécifiques de l’Intégrine α β ............................................................. 32 V 3
2.  Imagerie médicale ............................................................................................................ 32 
2.1.  Evolution de l’imagerie médicale .............................................................................. 32 
2.2.  Imagerie de l’angiogenèse tumorale .......................................................................... 33 
2.2.1.  Angiographie ...................................................................................................... 34 
2.2.2.  Ultrasonographie ................................................................................................ 37 
2.2.3.  Microscopie biphotonique intravitale ................................................................. 39 
2.2.4.  Imagerie par Résonance Magnétique ou IRM .................................................... 41 
2.2.5.  Imagerie radionucléaire ...................................................................................... 44 
2.2.5.1. Imagerie TEMP ........................................................................................... 45
2.2.5.2. Imagerie TEP .............................................................................................. 48
2.2.5.2.1. Métabolisation du glucose et du FDG ...................................................... 52
2.2.5.2.2. Traceur de l’angiogenèse tumorale .......................................................... 56
3.  Analyses du fluor 19 ........................................................................................................ 58 
3.1.  Le fluor 19 ................................................................................................................ 58 
3.1.1.  Historique de la chimie du fluor ......................................................................... 58 
3.1.2.  Propriétés et effets du fluor ................................................................................ 59 
3.2.  Méthodes de détection du fluor 60 
3.2.1.  Dosage colorimétrique ....................................................................................... 60 
3.2.2.  Dosage potentiométrique .................................................................................... 61 
3.2.3.  Spectrométrie de masse d’ions secondaires ou SIMS ........................................ 61 
3.2.4.  Microsonde nucléaire : analyses par faisceaux d’ions ....................................... 62 
3.2.4.1. Principe ....................................................................................................... 63
3
3.2.4.2. Techniques d’analyses ................................................................................ 64
3.2.4.2.1. PIXE ......................................................................................................... 64
3.2.4.2.2. PIGE 66
4.  Analyse par faisceaux d’ions complémentaire : technique RBS ...................................... 68

RESULTATS ET DISCUSSSION

1.  Détection du FDG par analyses par faisceaux d’ions ...................................................... 72 
1.1.  Détermination des paramètres expérimentaux ......................................................... 72 
1.1.1.  Fonction d’excitation et section efficace ............................................................ 74 
1.1.2.  Quantification du fluor ....................................................................................... 75 
1.1.3.  Limite de détection et limite de quantification de la PIGE ................................ 76 
1.2.  Etude préliminaire de quantification du FDG dans des cellules en culture ............. 78 
1.2.1.  Quantification du FDG par PIXE dans des cellules en culture .......................... 78 
1.2.2.  Quantification du FDG par PIGE dans des cellules en culture 80 
1.2.3.  Détection multiélémentaire ................................................................................ 81 
1.2.4.  Bilan de l’étude de faisabilité ............................................................................. 84 
1.3.  Etude de la biodistribution du FDG dans un tissu .................................................... 86 
1.3.1.  Modèle biologique .............................................................................................. 86 
1.3.2.  Quantification du FDG dans des échantillons de CAM et des coupes tumorales
88 
2.  Traceurs polyfluorés du métabolisme du glucose ............................................................ 93 
2.1.  Etude structure activité ............................................................................................. 94 
4
2.2.  Synthèse du glucose polyfluoré ................................................................................ 96 
2.3.  Etude de la biodistribution du glucose polyfluoré dans un tissu .............................. 97 
3.  Traceur de l’angiogenèse tumorale 101 
3.1.  Conception de mimes peptidiques ciblant des récepteurs VEGFR-2 .................... 101 
3.2.  Synthèses de peptides fonctionnalisables ............................................................... 103 
3.2.1.  Fonctionnalisation de la résine ......................................................................... 104 
3.2.2.  Synthèse du cyclopeptide en phase solide ........................................................ 105 
3.2.3.  Synthèse du bras polyfluoré ............................................................................. 107 
3.3.  Etude de biodistribution du F13 CBO-P11 ............................................................ 109

CONCLUSION

PARTIE EXPERIMENTALE

1.  Synthèses ................