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GDR 3049 PHOTOMED
Médicaments photoactivables - Photochimiothérapie
9 -10 septembre 2010 Paris
Lieu : Amphithéatre du CNRS, CNRS, Délégation Paris Michel-Ange, 3 rue Michel-Ange,
75794 Paris
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Remerciements
Le comité d'organisation et les membres du GDR 3049 "Photomed" remercient le CNRS pour
son aide matérielle.
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Programme GDR 9 -10 septembre 2010 Paris
Lieu : Amphithéatre du CNRS, CNRS, Délégation Paris Michel-Ange, 3 rue Michel-Ange,
75794 Paris
plan : http://www.cnrs.fr/paris-michel-ange/spip.php?article748
9 Septembre
8h30-9h30 Accueil des participants
9h30-9h45 Introduction au colloque
Thème I : De l’animal à l’homme
Modérateur :
9h45-10h05 : Dr Mihaela Lupu Institut Curie, U759 INSERM, Suivi longitudinal d'un
traitement PDT antitumoral, par IRM du sodium 23
.
10h05-10h40 : Dr Michel Leroy Hôpital Foch, Suresnes, La PDT en pneumocancérologie:
Passé, Perspectives et Nouvelles Molecules.
10h40-11h00 : Pause Café et communication par affiches
11h00-11h20 : Dr Serge Mordon INSERM U 703, Lille II, Traitement focal du cancer de la
prostate par thérapie photodynamique vasculaire.
11h20-11h40 : Melle
Marlène Pernot, CNRS, UMR 7039, Nancy, Thérapie photodynamique
ciblant la neuropiline-1 : intérêt des pseudopeptides biologiquement plus stables.
11h40-12h10 : Dr Didier Boucher, Axcam Pharma, Les outils de la PDT en oncologie et
comment les utiliser.
12h10-12h40 : Prof. Keyvan Moghissi, Yorkshire Laser Centre, PDT in pre-malignant
(dysplastic) and malignant oesophageal lesions.
12h40-14h00 Déjeuner
Communications par affiches
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Thème II : Conception de nouveaux photosensibilisateurs et activité photocytotoxique.
Modérateur :
14h00-14h30 : Dr Peter de Witte, Lab voor Farmaceutische Biologie, België, Mechanisms
underlying the accumulation of hypericin in non-muscle invasive bladder cancer.
14h30-15h00 : Dr Patrice Baldeck CNRS, UMR 5588, Nanomatériaux pour l'imagerie, la
photothérapie dymanique et la photothermie dans le proche infrarouge.
15h00-15h20 : Dr Vincent Sol, EA 1069, Université de Limoges, Résultats chimiques et
biologiques de nanoparticules porphyriniques.
15h20-15h40 : Dr Olivier Mongin, CNRS, UMR 6510, Université de Rennes, Nouveaux
photosensibilisateurs biphotoniques.
15h40-16h15 : Pause et communication par affiches
16h15-16h45 : Dr Gilles Lemercier, UMR CNRS 6229, Université de Reims Champagne-
Ardenne, Reims, Complexes du Ru(II) et absorption à deux photons - potentialités en PDT.
16h45-17h05 : Dr Sylvain Achelle, CNRS, UMR 176«LigneSalutation» via les porphyrines.
17h05-17h25 : Dr Laurent Levy, Nanobiotix, Nanoparticules photosensibilisatrices,
évolution et résultats biologiques.
17h25-18h00 : Dr Daniel Brault, CNRS, FRE 3207, ANBIOF, Université Paris VI,
Photochimiothérapies : Mise en perspective en relation avec les mécanismes d’action.
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10 Septembre
Thème III : Physique, physicochimie et modèle
Modérateur :
9h00-9h30 : Pr Véronique Rosilio, UMR 8612, Université Paris XI, Interaction
photosensibilisateurs glycoconjugués avec des modèles biomimétiques de la membrane
cellulaire et d'une lectine spécifique.
9h30-10h00 : Dr Jean-Louis Mestas, INSERM U 556, Lyon, Thérapie SonoDynamique :
potentialisation de la cytotoxicité ultrasonore par un agent photosensibilisant (Photofrin®).
10h-10h20 : Dr Lina Bolotine, CNRS, UMR 7039, Nancy, La redistribution de
photosensibilisateurs à partir de nanovecteurs lipidiques : aspects photophysiques et bio-
distribution dans un modèle foetal aviaire.
10h20-10h50 : Pause café et communication par affiches
10h50-11h10 : Dr Stéphanie Bonneau, CNRS, FRE 3207, ANBIOF, Université Paris VI,
Phénomènes oxydatifs photo-induits et stabilité des membranes.
11h10-11h30 : Melle
Virginie Rahal, UMR 5623, Toulouse : Photosensibilisation des
protéines par des complexes de ruthénium(II).
11h30-12h : Dr Marcel Garcia, IRCM, INSERM U896, Montpellier, Nanoparticules de
silice mésoporeuse fonctionnalisées par des monosaccharides synthétiques pour la thérapie
photodynamique des cancers.
12h-12h30 : Dr Suzanne Fery-Forgues, UMR CNRS 5623, Université Paul Sabatier,
Toulouse. Les nanocristaux organiques fluorescents : de nouveaux outils pour le diagnostic
précoce des tumeurs?
12h30-12h45 : Conclusion/perspectives.
12h45-13h30 Déjeuner
13h30-15h00 : réunion du GDR
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COMMUNICATIONS
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9 Septembre
Thème I : De l’animal à l’homme
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Dr Mihaela Lupu
PDT longitudinal follow-up by sodium MRI.
M. Lupu1,3
, C. Thomas1,3
, F. Assayag4, Ph. Maillard
2,3, A. Croisy
1,3, J. Mispelter
1,3
1- U759 INSERM, Bât.112, Centre Universitaire, F 91405 Orsay cedex. 2-UMR 176 CNRS, Bât.112,
Centre Universitaire, F 91405 Orsay cedex. 3- Institut Curie, Bât.112, Centre Universitaire, F 91405
Orsay cedex. 4- Institut Curie, department transfert, Paris.
-------------------------------
The sodium ion is involved in numerous physiological and pathological processes. Cell death,
edema formation, tumor growth, electrophysiologic processes and ion transport all involve
alteration in intracellular and extracellular sodium levels. Nuclear magnetic resonance
provides a nondestructive method to observe sodium, offering new potential for specific
measurements of intact living tissues
[1].
23Na is an ideal endogenous probe to
map the extracellular compartment and
to characterize cell density due to the
natural sodium concentration gradient
existing between the intra- and extra-
cellular compartments (up to 15 mM –
intracellular/up to 150 mM – extra-
cellular). We may characterize the
average sodium content in the tissue by
approximating the percentage of viable
cells. In tissues with low cell density,
the extra-cellular compartment is larger
and, as a consequence, the local sodium
concentration is higher. Conversely, in
areas with high cell density, the ratio
between extra-and –intra cellular compartments is low and the average sodium concentration
is accordingly small. In general tumor treatments are eventually inducing changes in cellular
density and/or membrane polarity (apoptosis, necrosis).
Vasculature damages will lead to hemorrhagic areas. Necrosis or apoptosis will increase the
ratio between extra- and –intra cellular compartments leading thus to an increase of the
average concentration of sodium in the tissue. These two alternatives, which characterize an
antitumoral treatment (i.e. PDT [2]) are easily put into evidence by sodium MRI. Since
sodium magnetic resonance imaging (23
Na MRI) directly monitors variations of sodium
concentrations in a non-invasive way it can be used to follow the tumor response to therapy
from the very beginning and throughout the treatment. We monitored two types of tissues,
characterized by high and low cellular density. As expected, the sodium images followed
strictly the average sodium concentration in the tissues. These tissue types are exemplified by
two tumoral structures, retinoblastoma and colorectal tumor.
Retinoblastoma is a very compact tissue, its average sodium concentration tends to the low
detection limit, hence the corresponding sodium image is “negative”. This is a very favorable
7 mM
150 mM
7 mM
150 mM
Before treatment After treatment
Fig.1. Difference in average sodium concentration
between a compact cellular structure (left) and a sparse
one (right). Yellow represents a 150 mM Na ion
concentration, blue represents a 7 mM concentration.
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case for the treatment response analysis. If, as result of a treatment, cells are damaged in a
sensible amount, the
corres-ponding
volume is “occupied”
by the extracellular
compartment carrying
a high amount of
sodium (150 mM),
increasing thus the
average sodium
concentration.
This change is easily
noticed on sodium
images where the
bright regions are
indicating these
structural changes.
The response is
immediate, some time
a few hours after the
treatment [3].
The same type of treatment response is obtained for the sparse cellular structures exemplified
here by colorectal tumors. This type of tissues presents a necrotic core from the very early
stages of development. This is represented by a very bright, central region on sodium images.
This necrotic region is determined by the lack of nutriment delivery to the core of the tumor,
the more active peripheral ring being favored. The treatment response appears as an increase
of sodium concentration in the whole tumoral volume.
As general remarks sodium imaging is not an anatomical imaging modality but a functional
one that responses to cellular environmental changes very fast without adding any exogeneous
agents (i.e. relaxation or chemical shift agents). That is why sodium MRI represents a
complete non-invasive imaging technique, able to be repeated as many times as needed in
order to get as close as possible to an individualizing treatment protocol mainly associated
with non-mutagenic therapies, like PDT [3].
References:
1. 23Na MRI: From Research to Clinical Use. R. Ouwerkerk et al., J Am Coll Radiol.
2007, 4, 739-741.
2. Photodynamic efficiency of diethylene glycol-linked glycoconjugated porphyrins in
human retinoblastoma cells. I. Laville, S. Pigaglio, J.-C. Blais, F. Doz, B. Loock, Ph.
Maillard, D.S. Grierson, J. Blais, J. Med.Chem. 2006, 49, 2558-2567.
3. 23Na MRI longitudinal follow-up of PDT in a xenograft model of human
retinoblastoma, M. Lupu, C. D. Thomas, P. Maillard, B. Loock, B. Chauvin, I. Aerts,
A. Croisy, E. Belloir, A. Volk, J. Mispelter, Photodiagnosis and Photodynamic
Therapy. 2009, 6, 214-220.
Fig.2. The retinoblastoma evolution during the time course of the
experiment. Upper anatomical proton images. Centre the corresponding
sodium images A-before treatment, B-D after PDT (2 h, 24 h and 13 days).
Lower: superposition of the first two rows. Right: the R.F.probe.
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Dr Michel LEROY
LA PDT en pneumo-cancérologie en 2010
Docteur Michel Leroy – Docteur Joseph Hardy
Hopital Foch, 40, rue Worth,92151 Suresnes. E-mail : [email protected]
Depuis de nombreuses années la PDT reste une méthode confidentielle de traitement de
certaines tumeurs cancéreuses bronchiques.
Après des espoirs importants, cette méthode ne s’est pas réellement développée en Europe et
en particulier en France.
Elle consiste donc en l’utilisation d’une association d’un photo-sensibilisateur administré par
voie veineuse et d’un éclairement de la lésion par une longueur d’onde lumineuse adaptée au
profil de la molécule utilisée.
Après beaucoup de difficultés administratives et des tutelles, le réactif est maintenant
accessible. Le seul qui ait l’AMM dans notre spécialité est le Photofrin
Historiquement, la PDT a été utilisée dans deux axes extrêmement différents.
Initialement, elle s’adressait au traitement de lésions obstructives, c’est à dire dans un
contexte palliatif pour redonner un calibre proche de la norme aux bronches obstruées par une
évolution tumorale.
Cette méthode a eu de nombreux concurrents en particulier le laser YAG.
Celui-ci était adapté à l’urgence, permettait de désobstruer de façon satisfaisante et rapide
l’axe aérien.
Il y avait peu ou pas d’œdème mais des fausses membranes et il n’y avait pas de délai
d’action dans la reperméation.
Ce geste était donc adapté à la plupart des situations obstructives sauf certains territoires.
Cette méthode a un certain nombre de défauts entre autre un effet centre. En effet, ce geste se
réalise en bronchoscopie rigide sous anesthésie générale et est utilisé par des pneumologues
interventionnels entraînés associés à une équipe anesthésique elle aussi entraînée.
Cette méthode est donc restée confinée à un certain nombre de centres spécialisés.
La PDT palliative avait été proposée initialement aux Etats Unis, mais le côté lent, chez ces
patients poly-pathologiques et surtout la photosensibilisation cutanée induite, réelle, présente
et prolongée représentait un élément extrêmement freinateur.
En France et au Japon, un autre concept avait été proposé à savoir celui des traitements des
lésions précoces.
11
Ce traitement était proposé lorsque les méthodes dites conventionnelles n’étaient pas
adaptées. Là aussi, le développement était limité. La difficulté était représentée par le
diagnostic de ces lésions précoces qui par définition, n’ont pas de traduction ni clinique, ni
radiologique, ni scannographique.
Elles sont habituellement de découverte fortuite, lorsqu’une endoscopie est réalisée pour une
autre cause ou lors de bilan d’une lésion connue. Ces lésions sont donc associées.
L’autofluorescence, méthode encore peu développée en France, permet d’améliorer la
sensibilité de l’examen endoscopique et cet examen pour l’instant, s’adresse aux populations
dites à haut risque ou en pré-thérapeutique.
La photosensibilisation cutanée est acceptable dans la mesure où l’on s’adresse à des petites
lésions avec une arrière pensée curative.
Les problèmes de coût du photosensibilisateur, de prise en charge par les structures
administratives, du prix du matériel ainsi que celui des fibres, a été un élément extrêmement
freinateur dans l’évolution et le développement de cette méthode.
Actuellement, quelques centres en France continuent à traiter ces patients.
A Foch, nous traitons en moyenne un patient par mois qui présente des lésions superficielles
non micro-invasives accessibles en endoscopie, chez ces patients pour lesquels d’autres
méthodes ne sont pas envisageables ou pour lesquelles il existe des contre-indications
importantes.
L’incidence du cancer bronchique ne cesse de croître aux Etats Unis. : en 2006,
174 470 nouveaux cas ont été découverts et la même année 162 460 sont décédés.
Lorsque le patient est dépisté, 45% des tumeurs bronchiques sont limitées au thorax sans
métastases.
En France 30 600 cas sont détectés chaque année touts stades confondus et 26 624 décès sont
liés à cette pathologie.
Il est estimé que 20 à 30% des cancers bronchiques vont progresser avec une complication
locale et de plus de 40% des morts sont attribuées à une cause locale ou régionale.
C’est la raison pour laquelle des pneumologues sont de plus en plus sollicités pour développer
des méthodes endoscopiques de désobstruction.
La prévalence et l’incidence de l’obstruction ne sont pas réellement connues.
Cependant, l’épidémiologie du cancer bronchique montre une augmentation important de
telles complications.
Parallèlement à ces méthodes de PDT ou de laser YAG, d’autres se sont développées :
cryothérapie, électrothérapie….
Chacune a ses avantages et ses inconvénients.
Le nombre de cas précoces est finalement faible ne permettant pas à la PDT de se développer
de manière importante.
12
Il a donc été proposé d’élargir les indications.
Récemment est apparu sur le marché, un nouveau photosensibilisateur WST11 très utilisé
dans le traitement du cancer de la prostate.
Actuellement deux études sont en cours :
- l’une sur les cancers bronchiques à titre palliatif dans un but de désobstruction
- l’autre pour le traitement à titre palliatif des cholangio-carcinomes.
Cette méthode a l’avantage d’être réalisée en endoscopie souple en externe.
Elle permet de traiter des obstructions non accessibles en bronchoscopie rigide.
Elle permet aussi de traiter sans mobiliser les prothèses pour les patients qui sont appareillés.
Il n’y a pas de photosensibilisation en raison de la demi vie courte.
Le protocole du WST11 en pneumo-cancérologie a débuté fin 2009.
L’injection du produit et le traitement se font dans la même journée.
AU TOTAL :
La PDT en pneumologie voit ses indications se modifier.
Un nouveau photo-sensibilisateur permettra de se développer dans le traitement des lésions
purement obstructives.
Ce geste est plus simple. Il pourra être répété.
On sait que le temps de récurrence est beaucoup plus long.
A priori, cette méthode devrait être aussi efficace que le laser YAG et de plus apporter une
sécurité réelle.
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Dr Serge Mordon
Traitement focal du cancer de la prostate par thérapie photodynamique
vasculaire.
Serge Mordon, PhD, Pierre Colin, MD, Nacim Betrouni, PhD, Renaud Lopes, PhD, Nasr Makni, MSc,
Pierre Nevoux, MD, Adil Ouzzane, MD, Philippe Puech, MD, PhD, Laurent Lemaitre, MD, Xavier
Leroy, MD, Arnauld Villers, MD, PhD.
INSERM U703 (Thérapies Interventionnelles Assistées par l’image et la Simulation), Services
d’Urologie de Radiologie, Centre de Biologie et Pathologie du CHRU de Lille, France.
Email: [email protected]
L’incidence du cancer de prostate de l’homme de plus de 50 ans est en constante
augmentation du fait du vieillissement de la population et de la diffusion du dépistage
individuel (dosage du PDA et toucher rectal). Il est devenu le premier cancer masculin avec
plus de 71 000 nouveaux cas en 2009. Une étude de 2005 sur cadavres montre que ce cancer
atteint 26% des hommes avant l'âge de 50 ans, 50% avant 70 ans, 65 % avant 80 ans et 87%
avant 95 ans. Dans la majorité des cas, le cancer de la prostate est multifocal (unifocal que
dans 28% des cas ; l’extension extra-capsulaire n’est observée que dans 1% des cas).
Cependant, un foyer de cancer de moins de 0,5cc (soit 9 mm de diamètre) ne présente aucun
risque métastatique. De l’avis des experts, proposer une prostatectomie radicale pour un
microfoyer de cancer ne s’imposerait donc pas. En effet les calculs montrent qu’il faudrait
dépister plus de 1200 hommes et réaliser 48 prostatectomies pour sauver un seul homme d’un
cancer « dangereux ». Dans ce raisonnement par l’absurde, les 47 autres patients seraient
mutilés inutilement, et les 1199 auraient subi inutilement des biopsies. A la lecture de ces
conclusions, même l’inventeur du PSA a publiquement regretté d’avoir mis au point ce test…
Ainsi, il est donc logique qu’à l’annonce d’un cancer de la prostate, nombre de patients
discutent l’indication du traitement qui leur fait risquer impuissance et incontinence.
Une surveillance active de ce cancer peut être proposée, mais 25% des patients renoncent à
celle-ci à 2 ans, ne supportant pas le stress lié à la présence de ce cancer. De nouvelles
méthodes thérapeutiques qualifiées de "mini invasives" ou « focales » sont en cours
d'évaluation. Elles ont pour objectif de diminuer les effets secondaires et la durée
d'hospitalisation. Les traitements mini invasifs utilisent différentes formes d'énergie tels les
ultrasons focalisés de haute intensité, ou la cryothérapie prostatique ou encore la
photothérapie dynamique vasculaire (VTP).
La VTP consiste, après injection d’un photosensibilisant, à nécroser les foyers de cancer à
l'aide de fibres optiques laser positionnées par voie transpérinéale percutanée. L'illumination
laser provoque une destruction du tissu prostatique en l'espace de quelques jours. Le
photosensibilisant utilisé à Lille est le WST 11 (Padeliporfin - Tookad® Soluble: Palladium-
Bacteriochlorophyll Derivative, Steba Biotech). Les données de tolérance chez l’homme,
comprenant une étude de phase I chez 48 volontaires sains et une étude de phase II chez 22
patients souffrant de Dégénérescence Maculaire Liée à l’Age (DMLA) ont montré une bonne
tolérance générale du WST11.
Une évaluation clinique multicentrique a donc été mise en œuvre afin de déterminer
l’efficacité la VTP avec WST11 dans cette indication. Le protocole de traitement est le
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suivant : une anesthésie générale est réalisée ; le patient est placé de manière à faciliter l’accès
au périnée (position de la taille) ; une sonde échographique est insérée dans le rectum afin de
visualiser la prostate et le trajet des fibres.
Le recours à un logiciel de planification développé par l’unité INSERM 703 permet sur la
base des images IRM préalablement acquises de déterminer les positions des fibres de
traitement dans la prostate. Les fibres sont introduites en utilisant une grille de positionnement
semblable à la grille de curiethérapie.
Les fibres sont connectées à un laser qui délivre une longueur d’onde λ = 763nm, et une dose
de 150mW/cm2. Après injection du WST 11 (4mg/kg), l’illumination est effectuée pendant 22
minutes. Si le traitement est effectué en matinée, la plupart des patients peuvent repartir à leur
domicile en fin d’après-midi. La réponse au traitement est évaluée en mesurant les taux
sériques d'antigène prostatique spécifique. La formation de lésions (nécrose) est mesurée à 7
jours par IRM après injection de Gadolinium. L’efficacité du traitement est évaluée par des
biopsies 6 mois après traitement.
Les premiers résultats obtenus chez 22 patients montrent que 7 jours après traitement, une
nécrose est systématiquement notée sur l'IRM. Le taux de PSA est réduit de 67% à 6 mois.
Des biopsies négatives sont obtenues dans le lobe traité chez 19 patients (taux de réussite
global de 86%). Si l'on considère que les 16 patients avec hémi-ablation de la prostate, des
biopsies négatives sont obtenues chez 15 patients (taux de réussite global de 94%).
En conclusion, la VTP est apparait comme un nouveau traitement efficace particulièrement
bien adapté au traitement focal du cancer de la prostate, qui peut être réalisée en ambulatoire,
avec une morbidité minimale.
15
Gauche: IRM en
pondération T1 : délimitation
(violet) de la nécrose
déterminée en utilisant le
logiciel de planification
traitement. Le contour de la
prostate est entouré en bleu.
Les croix vertes indiquent les
positions des fibres optiques .
Droite : IRM en pondération
T1 après injection de
Gadolinium 1 semaine après
VTP La zone à faible signal
(indiqué par la flèche rouge)
démontre l'absence de
perfusion dans la zone de
traitement.
Références
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17
Melle
Marlène Pernot
Thérapie photodynamique ciblant neuropiline-1 : intérêt des
pseudopeptides biologiquement plus stables
Marlène Pernota, Noémie Thomas
a, Régis Vanderesse
b,f, Philippe Becuwe,
c Ezatul
Kamarulzaman,b
David Da Silva,d Aurélie François,
a Céline Frochot,
e,f François Guillemin,
a,f
Muriel Barberi-Heyob.a,f
a Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Nancy-Université, CNRS, Centre Alexis
Vautrin, Vandœuvre-lès-Nancy, France
b Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (LCPM), Nancy-Université, CNRS, Nancy,
France
c EA 4421 SIGReTO, Nancy-Université, Vandœuvre-lès-Nancy
d Laboratoire de Spectrométrie de Masse et de Chimie Laser, Institut Jean Barriol - Fédération de
Recherche 2843, Paul Verlaine-Université, Metz, France
e Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP), Nancy-Université, CNRS, Nancy
f GDR CNRS 3049 "Médicaments Photoactivables - Photochimiothérapie (PHOTOMED)"
La stratégie développée favorise l’effet vasculaire de la thérapie photodynamique par le
ciblage des néo-vaissaux tumoraux (Vascular Targeted PDT ou VTP). Nous avons
précédemment conjugué un photosensibilisateur (PS) à un peptide ciblant le récepteur
neuropiline-1 (NRP-1), spécifiquement surexprimé par les cellules endothéliales
angiogéniques fortement activées au niveau de la vascularisation tumorale. Après
l’optimisation des conditions de traitement in vivo sur un modèle de gliome malin humain
xénogreffé en ectopique chez la souris nude, nous avons pu établir que la VTP avec le PS
conjugué induit un retard de croissance tumorale statistiquement significatif, comparé au PS
non couplé. L’effet anti-vasculaire a également été caractérisé par une diminution
significative du flux sanguin tumoral durant le traitement, associé à une induction de
l’expression du facteur tissulaire à l’origine de la cascade de coagulation et de l’apparition de
thrombi. Cependant, l’étude de stabilité in vivo a révélé la dégradation de la partie peptidique
à des taux élevés en fonction du temps après l’injection par voie intra-veineuse (i.v.) du
photosensibilisateur. Nous avons alors testé de nouveaux pseudopeptides résistants aux
peptidases et nous avons démontré leur affinité pour les protéines chimériques recombinantes
NRP-1 et NRP-2 mais non affins pour le récepteur au VEGF de type I (Flt-1). Les cellules du
cancer du sein MDA-MB-231, surexprimant NRP-1, ont été utilisées pour démontrer
l’implication de NRP-1 dans la sélectivité cellulaire des pseudopeptides. Pour cela, nous
avons établi une lignée réprimée pour NPR-1 par la technique d’ARN intérférence.
L’expérience a montré une diminution significative de l’incorporation intra-cellulaire du
photosensibilisateur couplé aux différents pseudopeptides. Le photosensibilisateur conjugué
aux pseudopeptides s’accumule de manière sélective dans les cellules. Chez la souris, aucune
dégradation n’a été détectée par spectrométrie de masse (MALDI-TOF) dans le plasma 4
heures après l’injection par voie i.v. Cette étude attire l’attention sur les problèmes rencontrés
18
lors de l’utilisation de peptides dans des stratégies de ciblage et fournit des informations sur
l’élaboration de molécules biologiquement plus stables.
. Tirand L et al., Metabolic profile of a peptide-conjugated chlorin-type photosensitizer
targeting neuropilin-1: an in vivo and in vitro study. Drug Metab. Dispos., 35, 806-813,
2007.
. Thomas N et al., Tissue distribution and pharmacokinetics of an ATWLPPR-conjugated
chlorin-type photosensitizer targeting neuropilin-1 in glioma-bearing nude mice. Photochem.
Photobiol. Sci., 7(4) 433-41, 2008.
. Bechet D et al., Neuropilin-1 targeting photosensitization-induced early stages of
thrombosis via tissue factor release. Pharm. Res., 27, 468-479, 2010.
. Thomas N et al., Photodynamic therapy targeting neuropilin-1: Interest of pseudopeptides
with improved stability properties, Biochem. Pharmacol., 15, 80, 226-35, 2010.
. Novoa A et al., Sugar-based peptidomimetics as potential inhibitors of the vascular
endothelium growth factor binding to neuropilin-1, Bioorg. Med. Chem. 18, 3285-3298,
2010.
19
Dr Didier Boucher
Les outils de la PDT en oncologie et comment les utiliser.
Didier Boucher Axcan Pharma, La Prévôté – Route du Bû, 78550 Houdan.
Les sources de lumière utilisées pour la PDT doivent émettre à des longueurs d’onde
correspondant à l’absorption des photosensibilisants et ceci sans effet thermique. En fonction
des nécessités thérapeutiques, elles doivent être couplées à des fibres optiques qui permettront
de transférer la lumière émise du laser au lieu de traitement (œsophage, voies biliaires, cavité
buccale, prostate, yeux, etc.).
A l’origine, les lasers étaient considérés comme sources idéales pour la PDT. C’est ainsi que
des sources telles que des lasers à vapeur d’or (627.8 nm), au Krypton (Kr+) (647.1 nm) ou
des lasers Nd :YAG/KTP + module colorant (630 nm) ont été utilisés et sont encore utilisés
mais leur prix et les difficultés d’installation et d’utilisation ont limité leur développement
sauf en raison des agréments (FDA approval, par ex.) locaux tels qu’aux Etats-Unis et au
Japon (Laserscope, Coherent, Hamamatsu). Le coût d’achat, de maintenance, la présence d’un
technicien laser lors de la mise en route et de l’utilisation participaient à la difficulté
d’implantation de la technique thérapeutique.
Les sources plus récentes, reposant sur la technologie des semi-conducteurs (GaAs et
InGaAs), les lasers à diodes, offrent des avantages certains : prix, installation simple et
immédiate (prise 220V), volume et poids réduits, quasiment sans maintenance, simplicité
d’utilisation et variété de longueurs d’onde possible pour activation de tous les différents
photosensibilisants. Toutefois, la taille du marché de ces équipements ne permet pas encore de
disposer de sources « économiques » et des efforts s’imposent de la part des fournisseurs
actuels et à venir. De plus, en raison des applications, les machines doivent pouvoir évoluer
pour répondre à des besoins spécifiques, tels que la PDT interstitielle (lasers multiports à 4, 8,
12 sorties).
Les dispositifs médicaux les plus utilisés pour la PDT sont soit des fibres optiques, soit des
cathéters à ballonnet. Les fibres optiques sont des dispositifs flexibles qui transportent la
lumière de la source aux organes à traiter. Elles doivent être flexibles, solides, transparentes,
biocompatibles et stérilisables. Elles sont à usage unique. Elles sont équipées, à leur extrémité
distale, de différents dispositifs optiques : diffuseurs cylindriques radiaux, diffuseurs
sphériques, micro-lentilles. Chaque dispositif est adapté à une fonction précise et donc à un
traitement spécifique. L’optimisation des traitements actuels (œsophage de Barrett) et de
nouvelles applications de la PDT dans d’autres organes (vessie, col) peut nécessiter la mise au
point de nouveaux dispositifs qui restent à développer.
Les cathéters à ballonnet utilisés en PDT ont pour but de centrer le diffuseur dans l’organe à
traiter tel que l’œsophage, par exemple. Ils doivent être souples pour ne pas exercer de
pression excessive (oxygéne) sur les tissus, permettre une distribution homogène de la lumière
du diffuseur.
20
De nombreuses publications ont mis en évidence la relation directe entre une mauvaise
utilisation des dispositifs ou un mauvais dispositif. Une utilisation correcte de la source et le
respect des procédures peuvent largement réduire les effets secondaires tels que les sténoses
dans l’œsophage, par ex. C’est ainsi que le taux de sténoses a considérablement diminué ces
dernières années en passant de 30 à 6%. Toutefois, ces résultats ne sont qu’une étape vers une
solution « zéro » (sans sténose). De nouveaux dispositifs restent à développer pour répondre
aux besoins et à l’amélioration de la technique : ballonnets fenêtrés (180 et 240°), dispositifs
spécifiques pour le pancréas (écho-endo), diffuseurs de forme spécifique (dysplasies anales),
ballons sphériques (neurologie).
Le but de cette communication est de faire un état de l’art des différents outils disponibles,
d’analyser leurs qualités et leurs faiblesses, d’analyser les conséquences d’une bonne et/ou
d’une mauvaise utilisation, d’évaluer les possibilités de solutions à court et moyen terme
quant au développement et la disponibilité d’outils nouveaux. Ces développements passent
aussi par une obligation de mise à disposition de solutions économiques : les lasers doivent
être moins chers et plus performants, d’où l’obligation d’arrivée sur le marché de nouveaux
acteurs.
21
Prof. Keyvan Moghissi
PDT for pre-malignant and malignant lesions of the oesophagus
K. Moghissi,
The Yorkshire Laser Centre, East Yorkshire, UK, E-mail : [email protected]
In this presentation premalignant condition is taken as Barrett’s Oesophagus with High
Grade Dysplasia (BO + HGD)
By virtue of the ease of access endoscopically for illumination, oesophageal cancer was one
of the earliest indications for which PDT was tried. More recently with experience gained
with oesophageal cancer, PDT has been used for BO + HGD.
This presentation is concerned with the current indications, methods, and results of PDT in
BO+HGD and Cancer of the oesophagus. The presentation will be based essentially on
personal (Team) experience, backed by relevant literature review. PDT has been shown to be
effective in pre-malignant and malignant oesophageal lesions. There are, however, a number
of issues related to the role of PDT in these settings which still require clarifications. It also
needs to be seen within the context of other available treatment modalities.
BO+HGD: The issues to be discussed are:
The importance of the diagnosis of true BO+HGD as opposed to carcinoma, for a
local therapy such as PDT
Treating the entire Barrett’s mucosa (not only HGD)
Control of Gastro-Oesophageal reflux following PDT and prevention of recurrence
Preventions of complications such as stricture
When carefully selected, PDT is the treatment of choice for BO+HGD and is attended with
acceptable complications.
Cancer of the oesophagus: The issues to be discussed are:
To carefully determine the objectives of PDT either In advance or early cases.
Importance of considering the implication of the treatment on the quality of life in
advance cases( 60-70% of cases at presentation)
In advanced cases PDT achieves relief of dysphagia, and also survival advantage for those
with good Performance Status.
In early cases the 5 yes (or more) disease free survival is achievable. The figure reaches about
10% higher when non-cancer deaths are excluded.
CONCLUSIONS: PDT is safe and effective treatment in selected patients with premalignant
and malignant oesophageal lesions.
22
Thème II : Conception de nouveaux photosensibilisateurs et
activité photocytotoxique.
23
Dr Peter de Witte
Mechanisms underlying the accumulation of hypericin in non-muscle
invasive bladder cancer.
Lab voor Farmaceutische Biologie, O&N II Herestraat 49 - bus 824, 3000 Leuven, België.
E-mail : [email protected]
Hypericin is a bright red fluorescent compound that is used nowadays in urological medicine
as a photodiagnostic to detect non-muscle-invasive bladder cancer lesions. To this end a
bladder instillation fluid is prepared in which the water-insoluble hypericin is solubilized by
the presence of human serum albumin (HSA) to which the compound binds.
In the present study, we explored in in vitro conditions the possibility that HSA not only acts
as a passive carrier of hypericin, but also actively contributes to the selective localization of
the compound. By using multicellular spheroids prepared from normal human urothelial
(NHU) cells and from different urothelial carcinoma cell (UCC) lines (T24, RT-112 and RT-
4), we simulated three-dimensionally the normal urothelium and non-muscle-invasive
urothelial cell carcinomas present in the bladder of patients. The distribution of hypericin in
these spheroids was investigated in the presence or absence of human serum albumin (HSA).
Our data show that when hypericin is solubilized by HSA, an excellent differentiation in
distribution of hypericin in normal urothelial spheroids and malignant spheroids is observed,
clearly suggesting a key role for albumin in the specific accumulation of hypericin in non-
muscle-invasive bladder tumours. Furthermore, PDT results not only show that the efficacy of
hypericin-PDT on tumour spheroids can significantly be increased by the presence of HSA,
but also the selective character of the treatment.
Interestingly, we also observed that the presence of HSA did not convey tumoritropic
characteristics to other photosensitizers like pheophorbide a and mTHPP, implying that both
the particular characteristics of the photosensitizer and HSA contribute to the final selective
accumulation of the compound in tumoral tissue.
24
Dr Patrice Baldeck
Nanomatériaux pour l'imagerie, la photothérapie dymanique et la
photothermie dans le proche infrarouge
P. L. Baldeck Laboratoire de Spectrométrie Physique (SPECTRO), BP. 85, 38402 Saint Martin d'Hères
E-mail : [email protected]
Résumé: Nous passons en revue nos différentes stratégies pour élaborer des
nanoparticules multifonctionnelles pour imager et traiter les cellules cancéreuses dans le
proche infrarouge.
We review our work on several strategies to elaborate multifunctional nanoparticules for
the simultaneous two-photon imaging and near-infrared laser treatment of cancer cells. Our
first strategy is based on the incorporation of two-photon lipophylic fluorophors in bio-
compatible pluronic nanodots using the mini-emulsion technique. The multifunctionality is
obtained by codoping with gold nanoparticles for x-ray imaging and phototherapy. Our
second strategy is based on fluorescent organic nanocrystals grown in silicate spheres. These
core-shell hybrid nanoparticles are obtained by a spray-drying process from sol-gel solutions.
They can be used for hyperthermia aplications with a thin gold coating. Our third strategy
consist in the encapsulation of hydrophilic molecules in the water core of gold nanoshells.
They are obtained by a stabilized emulsion in biphasic liquid-liquid medium without
surfactant. We have also synthesized biocompatible PEGylated gold nanoparticles with
different shapes for hyperthermia traitment.
The organic molecules have been specially designed to have large two-photon cross-
sections for fluorescence imaging or for photodynamic therapy by singlet-oxygen generation.
All these new multifunctional nanoparticles are been characterized for their optical and
biophotonics properties. We report on their applications for in vivo two-photon fluorescence
imaging of mice microvasculatures, and in vitro NIR laser therapy of cancer cells.
This work is done in close collaboration with:
M. Maurin (PhD thesis) and O. Stéphan (SPECTRO, Grenoble) for pluronic nanodots.
Cécile Philipot (PhD thesis), Fabien Dubois and Alain Ibanez (LLN, Grenoble) for
organic nanocrystals grown in silicate spheres.
Fréderic Lerouge, and Stéphane Parola (LMI, Lyon) for gold nanoshells with water
cores.
Sanda Cosmina Boca (PhD thesisi), and Simeon Astilean (University of Cluj-Napoca,
Roumania) for PEGylated gold nanoparticles.
Thibault Gallavardin (PhD thesis), Olivier Maury, and Chantal Andraud (ENS Lyon)
for new two-photon sensitive molecules.
This work is partially founded by the project ANR-09-NANO-027 – NanoPDT.
25
26
Dr Vincent Sol
Synthèses et Evaluations biologiques de nouvelles nanoparticules à motifs
porphyriniques.
Vincent Sol
Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, UPRES EA 1069-GDR
CNRS 3049, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, France - [email protected]
Depuis quelques années, la recherche en photothérapie dynamique s’oriente vers l’utilisation
de nanoparticules afin d’améliorer l’efficacité des photosensibilisateurs. En effet, les
nanoparticules pénètrent facilement à l’intérieur des cellules cancéreuses par un phénomène
d’endocytose passive. Dans ce cadre, nous avons élaboré deux types de nanoparticules à
motifs porphyriniques pour une application en PDT : des nanoparticules
superparamagnétiques et des nanocristaux de cellulose sur lesquels ont été fixé des
photosensibilisateurs de synthèse ou d’origine naturelle par des réactions de click chemistry
ou d’amidation. De plus, afin d’améliorer la pénétration cellulaire, des polyamines de type
PEI ont également été fixées. Tous ces composés ont été caractérisés par UV-visible, RMN,
MALDI, MET,… Des tests préliminaires de photocytotoxicité cellulaire in vitro ont été
réalisés.
27
Dr Olivier Mongin
Nanoparticules multifonctionnelles pour la thérapie photodynamique
biphotonique
Olivier Mongin,a Cédric Rouxel,
a Youssef Mir,
a Mireille Blanchard-Desce
a, David Brevet,
b
Laurence Raehm,b Jean-Olivier Durand
b, Alain Morère,
c Magali Gary-Bobo,
d Marcel Garcia
d
a Chimie et Photonique Moléculaires (CNRS, UMR 6510), Université de Rennes 1, Campus
Scientifique de Beaulieu, Bât. 10A, F-35042 Rennes Cedex.
E-mail : [email protected] b Institut Charles Gerhardt Montpellier UMR 5253 CNRS, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier
Cedex 05.
c UMR 5247 CNRS–UM1–UM2, Institut des Biomolécules Max Mousseron, 8 rue de l’Ecole
Normale, 34296 Montpellier
d IRCM, Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier, INSERM, U896, Université Montpellier
1, 34298 Montpellier; CRLC Val d’Aurelle Paul Lamarque, 34298 Montpellier.
L’utilisation d’une excitation biphotonique offre de nouvelles perspectives pour la
thérapie photodynamique (PDT) du cancer. En effet, la dépendance quadratique de
l’absorption à deux photons avec l’intensité du laser permet une très grande sélectivité
spatiale, ce qui rend possible un traitement plus sélectif des tumeurs, et la lumière infra-rouge
utilisée permet le traitement de tumeurs plus profondes.
Nous avons développé une nouvelle famille de photosensibilisateurs biphotoniques,
combinant des sections efficaces d’ADP élevées dans la fenêtre spectrale d’intérêt biologique
(s2 = 1200-1500 GM), une parfaite transparence à un photon dans cette même gamme, et
présentant à la fois une bonne efficacité de photosensibilisation (FD = 0.2-0.3) et une
fluorescence (FF = 0.5-0.6) intéressante pour le suivi et la détection.
Afin d’ajouter à la sélectivité de l’activation offerte par l’excitation biphotonique une
forte affinité pour les cellules tumorales, les photosensibilisateurs ont été encapsulés de
manière covalente dans des nanoparticules de silice mésoporeuses fonctionnalisées en surface
par du mannose (qui permet de cibler les lectines surexprimées dans les cellules cancéreuses).
Les tests de thérapie photodynamique biphotonique réalisés in vitro avec ces
« glyconanovecteurs » sur plusieurs lignées de cellules cancéreuses démontrent leur fort
potentiel.
28
Cytotoxicité des nanoparticules
multifonctionnelles induite par une
irradiation biphotonique à 760 nm (3 s), sur
des cellules de cancer du sein (MDA-MB-
231).
Cellules de cancer du sein (MDA-MB-231)
incubées 4h avec 20 mg / mL de
nanoparticules (MSN), irradiées à 760 nm (3
s).
29
Dr Gilles Lemercier
Complexes du Ru(II) et absorption à deux photons - potentialités en PDT.
Université de Reims Champagne-Ardenne - Institut de Chimie Moléculaire de Reims UMR CNRS n°
6229 Moulin de la Housse - BP 1039 - 51687 Reims cedex 2, France
Tél.: +33 (0)3 26 91 32 40 ; Fax.: +33 (0)3 26 91 32 43
La synthèse de complexes du Ru(II) à ligands dérivés de la 1,10-phénanthroline par
substitution en position 5, permet d’associer la durée de vie importante de l’état excité 3MLCT à des propriétés d’absorption à deux photons (ADP)
1. Les propriétés photophysiques
de ces édifices permettent donc d’accéder de fait à des applications dans le proche-IR : sondes
luminescentes, capteurs de dioxygène, imagerie biologique et thérapie. L’accès à ces
propriétés est conditionné par une ingénierie moléculaire judicieuse des ligands, les objectifs
visés étant soit l’absorption linéaire, l’ADP, la luminescence ou encore la réactivité à l’état
excité. Dans ce cadre, la biocompatibilité passera principalement par la modification des
ligands impliqués, mais également par une vectorisation (passive en premier lieu) via
l’encapsulation au sein de nanoparticules ou la fonctionnalisation de ces dernières.
L’élaboration des nouveaux ligands et édifices sera présentée ainsi que leurs propriétés
optiques linéaires et non linéaires (ADP) dans une perspective directe d’applications en
imagerie et thérapie photodynamique (PDT)2.
QuickTime™ et undécompresseur TIFF (non compressé)
sont requis pour visionner cette image.
Génération contrôlée de dioxygène singulet cytotoxique pour les traitements de type PDT.
(1) C. Girardot, G. Lemercier, J.-C. Mulatier, C. Andraud, J. Chauvin, P. L. Baldeck, Tetrahedron Lett., 2008,
49, 1753 ; (2) T. Courant, V. G. Roullin, C. Cadiou, F. Delavoie, M. Molinari, M.-C. Andry, F. Chuburu, Int. J.
Pharm., 2009, 379, 226-234 ; T. Courant, V. G. Roullin, C. Cadiou, F. Delavoie, M. Molinari, M.-C. Andry, V.
Gafa, F. Chuburu, Nanotechnology, 2010, 165101 (8pp). (2) G. Lemercier; A. Bonne, M. Four, L. M. Lawson-
Daku, L. M. C. R. Chim. 2008, 11, 709 ; C. Boca, M. Four, A. Bonne, B. van Der Sanden, S. Astilean P. L.
Baldeck, G. Lemercier, Chem. Commun. 2009, 4590.
30
Dr Sylvain Achelle
Carbohydrate-porphyrin conjugates with two photon absorption properties
as potential photosensitizing agents for photodynamic therapy.
Sylvain Achelle, Guillaume Garcia, Patrice Baldeck, Marie Paule Teulade-Fichou, Philippe
Maillard.
UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât 110, Univ. Paris-Sud, F-91405 Orsay, France.
E-mail : [email protected]
Photodynamic therapy (PDT) is a promising light activated treatment which is used in the
clinic to destroy localized diseased tissues One of the limitation of PDT is the important
absorption of visible light by biological tissues. However, the absorption of tissues is much
lower in the optical window of biological tissues in the near-infrared region between 700-
1300 nm. So, this limitation may be reduced by exciting the photosensitizer via simultaneous
two-photon absorption (TPA). Another limitation of PDT is the low selectivity and specificity
of the Ps for tumor cells: high drug and light doses are required to compensate it leading to
damage to healthy tissues. A way to overcome this problem consists in binding the Ps to
target membrane receptors. We report here the synthesis of a series of conjugated zinc
porphyrin oligomers designed as PDT agents. These compounds exhibit exceptionally high
two photon absorption cross sections, red shifted linear absorption spectra and high singlet
oxygen quantum yields making them ideal for one-photon and two-photon excited
photodynamic therapy. These products are vectorized by three -mannose units on each to
target tumor cells overexpressing lectine-type receptors.
31
Dr Laurent Levy
Design of Pp IX silica-based nanocarriers to enlarge the therapeutical
window of photodynamic therapy.
Thiénot E, Devaux C, Simon V, Germain M, Pottier A, Borghi E, Marill J, Levy L.
Nanobiotix SA, 60 rue de Wattignies, Paris, France.
Photodynamic therapy in the elderly and heavily pretreated cancer patient populations may
represent a promising therapeutical option in the management of malignant diseases provided
that different approaches bring real improvement for its clinical application.
Silica-based nanocarrier encapsulating photosensitizers, the protoporphyrin IX (Pp IX), have
been designed to improve the tumor bioavailability, to reduce photosensitizer accumulation in
the skin and to differentially deliver the nanocarriers to cell organelles.
Pp IX silica-based nanocarriers were explored in in vitro and in vivo models with the ambition
to improve knowledge on the role of biological factors in the photodamages. Some key
features are presented here.
In vitro Pp IX silica-based nanocarriers are found efficient at temperature with extreme
metabolic downregulation, which suggest a high proportion of passive internalization. For the
first time, clearance of silica-based nanoparticles on tumor cells is established. Cell viability
assessment in six tumor cell lines was studied. In all tumor types, Pp IX silica-based
nanocarriers are more efficient than free Pp IX. Upon light activation, a strong fluorescence
signal of reactive oxygen species generation colocalized with Pp IX silica-based nanocarriers,
correlates with 100% of cell death. In vivo studies performed in HCT 116, A549 and
glioblastoma multiforme tumour-bearing mice show tumour uptake of Pp IX silica-based
nanocarriers with better accumulation than the control alone, highlighting a high selectivity
for tumour tissues. The 3 tumour models behaved differently according to the maximal
accumulation time point: 20, 16 and 2 hours for HCT 116, A549 and for Glioblastoma
Multiforme respectively. As observed in in vitro tests, tumor cell type is likely a major
determinant but tumor microenvironment could more influence this differential time
accumulation dynamic.
The present finding suggest that Pp IX silica-based nanocarriers may be involved in new
alternative local applications of PDT, which would allow dose administration of
photosensitizers and establishement of the optimal illumination schedule following specific
cancer types. Moreover they suggest the possibility of different profile of photosensitizer
adverse events and open the way to achieve better control of systemic photosensitization.
32
Dr Daniel Brault
Photochimiothérapies : Mise en perspective en relation avec les mécanismes
d’action.
Daniel Brault, Ouided Friaa.
Laboratoire Acides Nucléiques et BioPhotonique (ANBioF), FRE 3207 CNRS – Université Pierre
et Marie Curie (Paris VI), GDR 3049 CNRS, PHOTOMED.
E-mail : [email protected]
Le développement de la thérapie photodynamique bien que datant de plusieurs dizaines
d’années, a connu des succès divers selon les applications. L’engouement initial pour cette
approche, dont on attend de son principe une sélectivité élevée, s’est trouvé contrebalancé par
la nécessité d’une pleine maitrise de paramètres relevant de domaines aussi éloignés que ceux
de la pharmaceutique classique, de la photochimie et de l’optique. La connaissance des
mécanismes d’action tant chimiques que biologiques apparait comme un préalable à
l’élaboration de nouveaux médicaments, de nouveaux concepts d’activation ou à la mise en
œuvre des possibilités offertes par les technologies optiques les plus récentes, notamment
l’excitation biphotonique.
La production d’oxygène singulet (1O2), par transfert d’énergie de l’état excité triplet d’un
photosensibilisateur vers l’oxygène moléculaire (mécanisme de photosensibilisation de type 2)
est relativement facile à caractériser et est actuellement le paradigme pour l’élaboration de
photosensibilisateurs thérapeutiques. Les mécanismes de photosensibilisation de type 1 qui
impliquent des réactions d’oxydoréduction par transfert d’électron ou d’hydrogène entre le
photosensibilisateur à l’état triplet et un constituant biologique - ou éventuellement une
molécule exogène - sont aussi potentiellement très toxiques. N’impliquant pas l’oxygène, au
moins initialement, ces mécanismes peuvent devenir relativement plus importants dans les
conditions d’anoxie tumorale constitutive ou induite par la PDT. Leur caractérisation est
cependant beaucoup moins facile que celle des mécanismes de type 2 et ils peuvent conduire
à des séquences de processus réactionnels plus complexes.
Des exemples de ces mécanismes, étudiés par photolyse par éclair laser, sont donnés avec
la réaction de l’état triplet de la m-THPC (Foscan®) avec le Trolox et le Propofol. Le premier,
dérivé hydrosoluble de la vitamine E, a été caractérisé comme pouvant potentialiser la PDT
chez un modèle animal bien qu’étant un antioxydant1,2
. Le second est actuellement
l’anesthésique le plus utilisé lors d’interventions en ambulatoire ou non. Il possède également
1 V.O. Melnikova, L.N. Bezdetnaya, D. Brault, A.Y. Potapenko, and F. Guillemin, Enhancement of meta-
tetrahydroxyphenylchlorin-sensitized photodynamic treatment on human tumor xenografts using a water-soluble
vitamin E analogue, Trolox. Int. J. Cancer (2000) 88, 798-803.
2 O. Friaa and D. Brault, Kinetics of the reaction between the antioxidant Trolox and the free radical DPPH in
semi-aqueous solution. Org. Biomol. Chem. (2006) 4, 2417-2423.
33
des propriétés antioxydantes3. Ces propriétés sont discutées en relation avec le rôle positif ou
négatif que pourraient jouer des antioxydants en PDT et le rôle éventuel d’interactions
médicamenteuses spécifiques aux photochimiothérapies.
D’une façon plus générale, on discutera de l’intérêt de la mise en œuvre de mécanismes de
type 1 et des contraintes qu’ils impliquent concernant l’énergie minimale de l’état triplet du
photosensibilisateur (et de facto la longueur d’onde de la dernière bande d’absorption dans le
rouge). On notera qu’une excitation biphotonique pourrait palier ce problème. Ces éléments
permettront de dégager quelques éléments de prospective.
3 O. Friaa, V. Chaleix, M. Lecouvey, and D. Brault, Reaction between the anesthetic agent propofol and the free
radical DPPH in semiaqueous media: kinetics and characterization of the products. Free Radic Biol Med (2008)
45, 1011-1018.
34
10 Septembre
Thème III : Physique, physicochimie et modèle
35
Pr Véronique Rosilio
Interaction de photosensibilisateurs glycoconjugués avec des modèles
biomimétiques de la membrane cellulaire et d'une lectine spécifique
Véronique Rosilio
UMR 8612 CNRS / Université Paris-Sud, Laboratoire de Physico-chimie des surfaces,
5, rue J.B. Clément, 92296 Châtenay-Malabry cedex, France.
E-mail : [email protected]
La sélection de photosensibilisateurs par des cellules tumorales dépend de leur
solubilité aqueuse et de leur capacité à interagir avec les tissus cibles. La pénétration effective
de ces substances à l’intérieur des cellules est, en effet, un paramètre crucial de leur efficacité
photodynamique. Le mécanisme de pénétration peut être simplement diffusionnel et/ou médié
par des protéines de surface. La conception de porphyrines substituées par des sucres est
destinée à améliorer, à la fois, leur solubilité et leur sélectivité vis-à-vis de certaines cellules
tumorales surexprimant des récepteurs de sucres. Afin d’évaluer la nature des interactions
moléculaires mises en jeu dans la pénétration passive ou médiée d’une série de nouveaux
composés mnnosylés, nous avons analysé leur comportement en présence de modèles
biomimétiques de la membrane cellulaire (monocouches, liposomes et bicouches supportées)
formés de plusieurs composants lipidiques et portant une protéine de reconnaissance, la
concanavaline A. Nous avons également évalué leur capacité d’interaction avec la membrane
lorsqu’ils sont solubilisés dans des liposomes. Le comportement interfacial des porphyrines a
été analysé par mesures de pression et potentiel de surface et par microscopie à l’angle de
Brewster. Leur interaction spécifique avec la protéine de reconnaissance a été évaluée par
spectroscopie de fluorescence, diffusion quasi-élastique de la lumière (liposomes) et par la
technique de la microbalance à cristal de quartz (bicouches supportées).
Les résultats ont montré que le cholesterol membranaire n’a que peu d’effet sur
l’insertion effective des porphyrines dans des mono- et bicouches lipidiques. En revanche,
leur structure chimique et la présence des sucres jouent un rôle crucial dans leur interaction
avec une membrane, même en l’absence de protéine spécifique.
36
En présence d’un récepteur modèle, l’interaction non-spécifique est éclipsée par
l’interaction spécifique. La longueur de l’espaceur est déterminante. Comme les porphyrines
glycoconjuguées demeurent, pour la plupart, faiblement solubles dans l’eau, elles ont été
solubilisées dans des liposomes. Les expériences montrent qu’elles exposent leurs
déterminants saccharidiques à la surface des vésicles et interagissent avec la protéine
spécifique, que celle-ci soit libre en solution ou greffée sur les modèles bicouches.
37
Dr Jean-Louis Mestas
Thérapie SonoDynamique : potentialisation de la cytotoxicité ultrasonore
par un agent photosensible (Photofrin®).
Jean-Louis Mestas UMR S 556 INSERM 151 cours Albert Thomas 69003 Lyon,
E-mail : [email protected]
La thérapie photodynamique consiste à administrer un agent photosensible qui se
concentre au sein de la tumeur et qui, irradié par une source de lumière, produit un effet
cytotoxique. La thérapie sonodynamique repose sur le même mode opératoire en substituant
une source ultrasonore à la source de lumière. La littérature présente la cavitation ultrasonore
comme l'élément clé de cet effet sonodynamique.
Dans le but d’identifier clairement les mécanismes de l’effet sonodynamique, nos
travaux ont porté sur le développement de nouveaux « outils ». Ils ont débuté par la
caractérisation de la cavitation sur le plan acoustique, chimique et biologique. Pour palier au
caractère aléatoire de la cavitation, un système ultrasonore spécifique a été conçu et réalisé.
Ce système permet de réguler le niveau de cavitation en se basant sur un critère acoustique
caractéristique de l’activité des microbulles présentes dans le milieu. Ce dispositif a permis de
quantifier l'effet sonodynamique pour différents niveaux de cavitation appliqués. Ainsi, il a
été mis en évidence que l’addition de Photofrin ®, à raison de 20 µg/ml dans un milieu de
culture irradié, amplifie significativement la cytotoxicité et l'apoptose de cellules incubées
avec ce photosensibilisant.
Contrairement à ce qui se produit en photodynamothérapie, l’irradiation ultrasonore de
milieu contenant du Photofrin® ne permet pas générer des radicaux oxygénés en quantité
suffisante pour induire un effet cytotoxique marqué. La cytotoxicité sonodynamique est
principalement due à la présence du Photofrin® dans les membranes cytoplasmiques qui les
rendent plus sensibles à l’action des ultrasons.
L'utilisation d'un générateur régulé de cavitation a donc permis une investigation
précise du processus sonodynamique qui, contrairement à l'effet photodynamique, repose
principalement sur un processus mécanique.
38
Dr Lina Bolotine
La redistribution de photosensibilisateurs à partir de nanovecteurs
lipidiques : aspects photophysiques et bio-distribution dans un modèle
foetal aviaire. J. Garrier, V. Reshetov, D. Dumas, A. François, M.A. D’Hallewin, F. Guillemin, L.
Bezdetnaya CRAN, Nancy-Université UMR 7039 CNRS, Centre Alexis Vautrin, Brabois, Avenue de Bourgogne,
54511 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex.
E-mail : [email protected]
Les formulations liposomales de la mTHPC, une molécule des plus actives sur le
marché, ont été proposées pour améliorer les propriétés thérapeutiques. Ces nanovésicules
sont composées de mTHPC incorporée dans le DPPC/DPPG (Foslip) ou le
DPPC/DPPG/PEG2000 (Fospeg) et assurent ainsi un état monomérisé de la mTHPC et une
clairance plus rapide. Une meilleure compréhension de la spécificité du transport de la
mTHPC des nanovésicules vers les tissus est indispensable afin d’optimiser les protocoles
cliniques.
La vectorisation liposomale de la mTHPC a produit des effets photophysiques
inattendus dus à une forte concentration locale de la mTHPC dans les liposomes (Katchatkou
et al. 2009). Il consiste dans la diminution significative de la fluorescence de la mTHPC
après une irradiation suivie par sa restauration après destruction de liposomes par un
détergent. En utilisant cette approche, nous avons suivi la re-distribution de la mTHPC à
partir de liposomes sur des protéines du plasma. La cinétique de la libération de la mTHPC à
partir du Foslip a été linaire jusqu’à 3h correspondant à une libération de 50% de la mTHPC
(constante de vitesse 0.23 h-1
). La libération de la mTHPC du Fospeg a montré un caractère
bi-phasique, avec 20% de mTHPC libérée pendant les 5 premières minutes d’incubation
(k = 0.83 h-1
) et une phase lente, correspondant à la libération de 40% après 30 min
d’incubation (k = 0.015 h-1
). La cinétique lente de la re-distribution de la mTHPC du Foslip
est en contradiction avec la durée de vie des liposomes conventionnels. L’hypothèse possible
est l’influence de la mTHPC sur les propriétés physico-chimiques des liposomes utilisés.
Néanmoins, il n’existe aucune donnée concernant la distribution de la mTHPC en relation
avec la dégradation des nanovésicules lipidiques lorsqu’elles sont administrées in vivo. Cette
analyse a été effectuée sur le modèle de la membrane chorioallantoïdienne de poulet (CAM) à
l’aide de mTHPC intégrée dans des liposomes DPPC/DPPG et contenant également du pyrène
utilisé comme marqueur de l’intégrité de la vésicule lipidique. L’action du pyrène est basée
sur un mécanisme d’énergie de transfert (FRET : Fluorescence Resonance Energy Transfer)
du donneur (pyrène) vers l’accepteur d’énergie (la mTHPC). La mesure des temps de vie de
fluorescence des fluorophores donneur et accepteur, réalisée par une technique de FLIM
(Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy) témoignent de l’intégrité de la nanovésicule
lipidique. La diminution de la durée de vie de la fluorescence du donneur de plus de 103
fois
dans des liposomes atteste du transfert d’énergie. L’optimisation de cette technique de FLIM
dans un modèle de liposomes nous a permis d’étudier la durée de vie de la fluorescence dans
la CAM en relation avec le temps après injection i.v. de la mTHPC. Les résultats
préliminaires obtenus dans la CAM semblent corroborer les résultats de la redistribution de la
mTHPC in vitro avec les protéines du plasma.
39
Dr Stéphanie Bonneau
Phénomènes oxydatifs photo-induits et stabilite des membranes. Stéphanie Bonneau
UPMC – Paris 6, Laboratoire ANBioPhy CNRS FRE3207, Case courrier 138, 4 place Jussieu, 75252
Paris Cedex 05, Paris.
E-mail : [email protected]
En biologie comme en médecine, la taille des objets internalisés dans les cellules est
un facteur limitant fortement leur utilisation. L’encapsulation de nombreuses molécules dans
des systèmes vecteurs comme les vésicules lipidiques ou les nanoparticules permet de réduire
leur cytotoxicité et d’améliorer leur pharmacocinétique. Cependant, dans la plupart des cas
leurs cibles sont localisées au niveau intracellulaire. Ces systèmes vecteurs sont incorporés
par endocytose, ils aboutissent donc généralement dans des endosomes, où ils sont séquestrés.
Pour atteindre sa cible, le médicament doit ainsi être libéré avant d’être dégradé dans les
lysosomes. Une approche pour palier ce problème est basée sur la déstabilisation
photochimique des membranes endosomales. Cette méthode est appelée Internalisation photo-
assistée (PCI). Excité par la lumière, un photosensibilisateur localisé spécifiquement dans la
membrane endosomale génère des espèces transitoires qui agissent localement avec des
lipides environnants et induisent la déstabilisation des endosomes et la libération de la
molécule thérapeutique.
Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’interaction de
photosensibilisateurs avec des systèmes biomimétiques de membranes, avec des protéines
plasmatiques comme l'albumine et avec des cellules en culture. Une attention particulière a
été portée à la dynamique des systèmes, notamment aux vitesses d'échange des
photosensibilisateurs entre les différents transporteurs. Nous avons montré une corrélation
remarquable entre la localisation subcellulaire de photosensibilisateurs tétrapyrroliques
amphiphiles et leur vitesse de passage transmembranaire. Dans le cas des
photosensibilisateurs portant des groupes carboxyliques, la diminution du pH extracellulaire,
une caractéristique de beaucoup de tumeurs, modifie la distribution des photosensibilisateurs
entre les transporteurs plasmatiques et les membranes cellulaires ainsi que le mécanisme
d'entrée dans la cellule.
Sur des systèmes lipidiques modèles, nous avons ensuite étudié les mécanismes
impliqués dans la photo-perméabilisation des membranes. Sur des Small Unilamellar
Vesicles, nous avons montré que des photosensibilisateurs ayant un pouvoir photo-oxydant
tout à fait similaire présentent des efficacités de photo-perméabilisation très différentes. Le
rôle majeur de l’architecture membranaire et de la profondeur d’incorporation du
photosensibilisateur au sein de ladite membrane sur leur efficacité est fortement souligné par
ces expériences. Sur des Giant Unilamellar Vesicles, nous avons étudié l’effet d’un marquage
asymétrique des deux feuillets de la membrane par un même photosensibilisateur. Nous avons
ainsi montré que l’existence d’une différence de perturbation des feuillets de la membrane
peut être reliée à l’induction de la perméabilisation membranaire.
En conclusion, il n’existe pas de corrélation quantitative entre les dommages photo-
induits dans la membrane et sa perméabilisation. La structure et la profondeur d’insertion des
photosensibilisateurs dans la bicouche membranaire sont des éléments déterminants dans leur
efficacité. L’induction d’une asymétrie de la membrane semble être un facteur essentiel de sa
perméabilisation.
40
Melle Virginie Rahal
Photosensibilisation des protéines par des complexes de ruthénium(II).
Virginie Rahal1, Jean Christophe Garrigue
1, Daniel Brault
2, Patricia Vicendo
1
1-Laboratoire des IMRCP, UMR-CNRS 5623, Université Paul Sabatier, 31062 Toulouse
Cedex 07
2-UPMC – Paris 6, Laboratoire ANBioPhy CNRS FRE3207, Case courrier 138, 4 place
Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, Paris
En raison de leurs propriétés photoredox versatiles, les complexes de ruthénium(II) peuvent
réagir avec des cibles biologiques selon différents mécanismes photochimiques (type I, type
II). En fonction des ligands qui seront coordinés au ruthénium, il sera possible de moduler
leur réactivité. Ainsi lorsque la cible est l’ADN, ces composés trouvent de nombreuses
applications comme photonucléases, agents alkylants de l’ADN. Au cours de travaux
antérieurs nous avons mis en évidence que certains de ces composés, hautement photo-
oxydants, pouvaient également réagir avec des protéines comme la superoxyde dismutase
Cu/Zn via un mécanisme complexe mettant en jeu un double transfert d’électron. Cette
réaction particulièrement originale ferait intervenir un acide aminé de faible potentiel redox,
localisé en surface de la protéine, comme le tryptophane. Afin de vérifier cette hypothèse
nous avons étudié la photosensibilisation du tryptophane, de la tyrosine et d’un tripeptide glu-
tryp-glu par des complexes de ruthénium(II). Nous avons mis en évidence par photolyse éclair
et RPE la formation d’espèces transitoires telles que le ruthénium mono réduit et le radical
cation tryptophane au cours de l’irradiation du complexe de ruthénium(II) tribipyrazine,
composé fortement oxydant, en présence du tryptophane et du trypeptide. Ces résultats
mettent clairement en évidence la présence d’un transfert d’électron entre le complexe à l’état
excité et l’acide aminé. Cette réaction a été également étudiée en spectrométrie de masse.
Cette étude a révélé la formation de photoadduits entre le tryptophane et le complexe de
ruthénium(II). La structure de ces photoadduits a été clairement identifiée et sera présentée.
Cette réaction particulièrement originale conduit à l’inhibition de la superoxyde dismutase
Cu/Zn. La particularité de cette enzyme est de ne présenter qu’un seul tryptophane dans sa
structure. Ce résultat tend à prouver que la formation de photoadduit tryp-Ru sur cette
protéine serait responsable de changements conformationels suffisamment importants pour
induire une inhibition enzymatique. L’ensemble de cette étude trouve toute son importance
dans le cadre du développement d’agents photoactivables pour la thérapie photodynamique.
En effet la superoxyde dismtase est actuellement considérée comme une cible de choix pour
la conception de nouveaux agents anti-cancéreux.
41
Dr Marcel Garcia
Nanoparticules de silice mésoporeuse fonctionnalisées par des
monosaccharides synthétiques pour la thérapie photodynamique des
cancers.
Gary-Bobo M.1, El Cheikh K.
3, Maynadier M.
1, Charasson V.
1, Basile I.
1, Mir Y.
4, Charlot
M.4, Rouxel C.
4, Brevet D.
2, Hocine O.
2, Richeter S.
2, Maillard Ph.
5, Loock B.
5, Couleaud P.
6,
Frochot C.6, Mongin O.
4, Raehm L.
2, Blanchard-Desce M.
4, Durand J.-O.
2, Morère A.
3,
Garcia M1.
1-U896, IRCM, 208 rue des Apothicaires, Montpellier (34), 2-UMR 5253, ICG, Place Eugène Bataillon,
Montpellier (34), 3-UMR 5247, IBMM, 8 rue de l’Ecole Normale, Montpellier (34), 4-UMR 6510, CPM,
Campus de Beaulieu, Université de Rennes 1, Rennes (35), 5-UMR 176, Institut Curie, Orsay (91), 6-UMR
7630, DCPR, 1, rue Grandville, Nancy (54).
L’amélioration du ciblage thérapeutique, qui est un challenge pour de nombreux
cancers, peut être envisagée aujourd’hui grâce à l’application conjointe de nouveaux
marqueurs moléculaires et des avantages apportés par les nanotechnologies. Ainsi, des
nanothérapies ciblées et peu invasives pourraient être développées pour des cancers émergents
pour lesquels les thérapies actuelles ne sont pas adaptées. Nos équipes ont développé des
nanoparticules de silice mésoporeuse (MSN) de taille modulable, de grande surface spécifique
et de porosité organisée. Afin d’utiliser ces MSN pour la thérapie photodynamique des
cancers, des sensibilisateurs (PS) mono- ou bi-photoniques sont encapsulés de façon
covalente dans la matrice de silice. De plus, ces MSN sont ciblées vers des lectines
membranaires et internalisées plus efficacement dans les cellules cancéreuses en greffant à
leur surface différents types de monosaccharides de synthèse. Les premières études in vitro et
in vivo indiquent un fort potentiel de thérapie photodynamique pour ces MSN
fonctionnalisées, notamment pour des tumeurs de taille réduite et ne justifiant pas une
chirurgie telles que certains cancers émergents de la prostate ou rétinoblastomes.
42
Dr Suzanne Fery-Forgues
Les nanocristaux organiques fluorescents : de nouveaux outils pour le
diagnostic précoce des tumeurs ?
Suzanne Fery-Forgues*, Isabelle Dos Santos et Clara Fournier-Noël
Laboratoire des Interactions Moléculaires Réactivité Chimique et Photochimique, UMR CNRS 5623,
Université Paul Sabatier, F-31062 Toulouse cedex 9.
*E-mail: [email protected]
Il est désormais avéré qu’un dépistage précoce des cancers augmente l’efficacité de la
prise en charge, permet des soins moins lourds et moins mutilants, et multiplie les chances de
guérison. Par rapport à d’autres méthodes de dépistage, l’imagerie par fluorescence offre une
grande sensibilité de détection et permet de déceler de très petites tumeurs, invisibles par
d’autres moyens. Mais pour pouvoir la mettre en œuvre, il faut disposer de marqueurs ayant
d’excellentes propriétés optiques, qui ne se dégradent pas sous l’effet de la lumière et ont la
capacité de s’insérer dans les cellules cibles. Dans ce contexte, les nanocristaux organiques
fluorescents apparaissent comme des outils originaux et prometteurs. Contrairement à leurs
analogues inorganiques, les « quantum dots », les nanocristaux organiques ne sont pas
toxiques et peuvent être utilisés sur le vivant. Leurs propriétés physiques peuvent être
aisément modifiées grâce à la synthèse organique. Ils sont beaucoup plus stables que les
molécules isolées d’un point de vue chimique et photochimique. Leur développement est très
récent, mais on trouve déjà dans la bibliographie des exemples montrant que les nanocristaux
organiques ont été incorporés comme marqueurs dans des cellules cancéreuses et ont permis
leur détection par microscopie à fluorescence.1 D’autre part, l’utilisation de photo-
sensibilisateurs sous forme de nanocristaux ouvre un nouveau champ de développement dans
le domaine de la photothérapie.2
Nous montrons ici comment des suspensions aqueuses de nanocristaux organiques
fluorescents sont obtenues à partir d’une méthode simple3-6
basée sur un échange de solvants
et comment les propriétés optiques ont été optimisées en tenant compte des limitations
propres à la fluorescence de l’état solide. Le projet que nous développons actuellement sera
lui aussi évoqué : il vise à contrôler la croissance cristalline et à améliorer la stabilité et la
biodisponibilité des nanocristaux grâce à l’utilisation d’additifs comme des polymères.
L’étude du comportement des ces nanocristaux vis-à-vis des cellules cancéreuses fait l’objet
d’un projet de collaboration avec une équipe de biologistes de l’ITAV (Institut des
Technologies Avancées pour le Vivant), sur le Cancéropôle de Toulouse.
(1) K. Baba, H. Kasai, A. Masuhara, H. Oikawa, H. Nakanishi, Jpn. J. Appl. Phys. 2009, 48, 117002. (2) K.
Baba, H. E. Pudavar, I. Roy, T. Y. Ohulchanskyy, Y. Chen, R. K. Pandey, P. N. Prasad, Mol. Pharm. 2007, 4,
289. (3) H. Nakanishi, H. Oikawa, Reprecipitation method for organic nanocrystals. In Single Organic
Nanoparticles. H. Masuhara, H. Nakanishi and K Sasaki, Eds., 2003, 17-31. Springer-Verlag. Berlin. (4) F.
Bertorelle, D. Lavabre, S. Fery-Forgues, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6244. (5) M. Mille, J.-F. Lamère, F.
Rodrigues, S. Fery-Forgues, Langmuir 2008, 24, 2671. (6) M. Abyan, De Caro, S. Fery-Forgues, Langmuir
2009, 25, 1651.
43
POSTERS
44
Poster 1
Synthèse de photosensibilisateurs porphyriniques glycodendrimères :
Application en Photothérapie Dynamique (PDT). S. Ballut
ab, Ph. Maillard
ab, B. Loock
ab, S. Achelle
ab.
a UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât 110, Univ. Paris-Sud, F-91405 Orsay. E-mail :
[email protected]. b Institut Curie, Section de Recherches, Centre Universitaire, Univ.
Paris-Sud, F-91405 Orsay.
La Photothérapie Dynamique (PDT) est une nouvelle approche pour traiter le cancer
basée sur l’action combinée d’une molécule photoactive ou photosensibilisateur (Ps), de
lumière et d’oxygène. Ces composés sont non toxiques en l’absence de lumière, mais
produisent, après irradiation, des espèces réactives en présence d’oxygène conduisant à la
destruction des tissus tumoraux ciblés contenant le Ps. Les macrocycles tétrapyrroliques sont
des Ps efficaces. Ils possèdent une forte absorption dans le domaine UV Visible les rendant
utilisables en PDT anti-tumorale. Parmi les Ps tétrapyrroliques, seuls le Photofrin® ou le
Foscan® sont actuellement autorisés en cancérologie humaine. Bien que l’efficacité de ces
deux Ps à traiter de nombreux cancers est indéniable, ils présentent des inconvénients. Le
Foscan® a une faible solubilité et une faible sélectivité vis-à-vis des cellules tumorales. Pour
résoudre ces problèmes, nous avons opté pour une vectorisation des Ps afin d’optimiser leur
efficacité vers les cellules tumorales. Notre stratégie de vectorisation se base sur le fait que les
membranes cellulaires contiennent diverses protéines, parmi lesquelles des récepteurs lectines
reconnaissant spécifiquement des résidus glycosidiques. Une structure dendrimère favorise un
effet « cluster », connu pour augmenter cette sélectivité pour les cellules cancéreuses par
rapport aux cellules saines d’un facteur 1000 à 10000.
Nous exposerons la synthèse et les activités biologiques de porphyrines
glycodendrimères pour démontrer les effets de la variation de lanature du sucre, du groupe
répartiteur du dendrimère et de la longueur du bras espaceur.
N N
NN
H
H
ONH
O OHOH
O
OH
NH
HN
O
O
O
O
HN n
n
R
O
R'
HO
NH
n
R'
OR'
R' =
OOH
HO
O OHOH
OH
R = H, CH2Ph, CH(CH3)2
OHHO
OOH
HO
OHHO
OHn = 1, 2, 3
1. A. Croisy, B. Lucas, Ph. Maillard, Actualités de Chimie Thérapeutique, 2005, 31e série, 183.
2. S.
Ballut, A. Makky, B. Loock, J.-Ph. Michel, Ph. Maillard, V. Rosilio, Chem. Commun., 2009, 224.
45
Poster 2
Peptide-conjugated nanoparticles for photodynamic therapy
targeting neuropilin-1.
Denise Bechet1, Pierre Couleaud
2, Régis Vanderesse
3, Muriel Barberi-Heyob
1, Anne-Charlotte
Faure4, Stéphane Roux
4, Olivier Tillement
4, François Guillemin
1, Céline Frochot
2
1 Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), Nancy-University, CNRS, Centre Alexis Vautrin,
Vandœuvre-lès-Nancy, France. E-mail : d.bechet@ nancy.fnclcc.fr. 2 Laboratoire Réactions et Génie des
Procédés (LRGP), Nancy-University, CNRS, Nancy, France. 3
Laboratoire de Chimie Physique
Macromoléculaire (LCPM), Nancy-University, CNRS, Nancy. 4
Laboratoire de Physico Chimie des Matériaux
Luminescents (LPCML), UMR 5620 CNRS, Lyon I-University, Lyon, France
The strategy developed aims to favor the vascular effect of photodynamic therapy by
targeting tumor-associated vascularisation using peptide-functionalized nanoparticles (a)
. We
previously described the conjugation of a photosensitizer to a peptide targeting neuropilin-1
over-expressed in tumor angiogenic vessels (b, c, d, e)
. In this study, we have designed and
photophysically characterized a multifunctional nanoparticle consisting of a surface-localized
tumor vasculature targeting peptides and encapsulated photodynamic therapy and imaging
agents. The elaboration of these multifunctional silica-based nanoparticles is reported.
Nanoparticles functionalized with ~4 peptides specifically bound to neuropilin-1 recombinant
protein. Nanoparticles conferred photosensitivity to cells over-expressing neuropilin-1,
providing evidence that the chlorin grafted within the nanoparticle matrix can be
photoactivated to yield photocytotoxic effects in vitro. Nanoparticles were eliminated by renal
excretion after intravenous injection.
a) Bechet D., Couleaud P., Frochot C., Viriot M.L., Barberi-Heyob M., Nanoparticles as vehicles for delivery of photodynamic therapy
agents,Trends Biotechnol., 26, (11), 6121-621, 2008.
b) Thomas N, Bechet D, Tirand L, Becuwe P, Vanderesse R, Frochot C, Guillemin F, Barberi-Heyob M. Peptide-conjugated chlorin-type
photosensitizer binds neuropilin-1 : in vitro and in vivo. J Photochem Photobiol B., 96, 101-108, 2009.
c) Tirand L, Bastogne T, Bechet D, Linder M, Thomas N, Frochot C, Guillemin, F, Barberi-Heyob M. Response Surface Methodology: an
extensive potential to optimize in vivo photodynamic therapy. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 75, 244-252, 2009.
d) Bechet D, Tirand L, Faivre B, Plénat F, Bonnet C, Bastogne T, Frochot C, Guillemin F, Barberi-Heyob M. Neuropilin-1 targeting
photosensitization-induced early stages of thrombosis via tissue factor release. Pharm. Res., 27, 468-479, 2010.
e) Thomas N, Pernot M, Vanderesse R, Becuwe P, Kamarulzaman E, Dassilva D., François A, Frochot C, Guillemin F, Barberi-Heyob M.,
Photodynamic therapy targeting neuropilin-1: Interest of pseudopeptides with improved stability properties, Biochem.Pharmacol., 15, 80,
226-35,2010.
46
Poster 3
Mesoporous silica nanoparticles for photodynamic therapy.
David Brevet,a Magali Gary-Bobo,
b Ouahiba Hocine,
a Sébastien Richeter,
a Laurence Raehm,
a
Jean-Olivier Durand, a Bernard Loock,
c Philippe Maillard,
c Pierre Couleaud,
d Céline Frochot,
d
Alain Morère,e Marcel Garcia.
b
a) Institut Charles Gerhardt Montpellier UMR 5253 CNRS-UM2-ENSCM-UM1, laboratoire CMOS,
CC 1701, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05, France; b) INSERM, Unité 896,
Montpellier, F 34298 France; Université Montpellier1, Montpellier, F 34298 France; CRLC Val
d’Aurelle Paul Lamarque, Montpellier, F 34298 France. c) UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut
Curie, Bât 110, Université Paris-Sud, F-91405 Orsay, France; Institut Curie, Section de Recherches,
Centre Universitaire, Université Paris-Sud, F-91405 Orsay, France. d) Département de Chimie
Physique des Réactions, UMR 7630, CNRS-INPL, ENSIC, 1, rue Grandville BP 20451, 54001 Nancy
Cedex, France . e) UMR 5247 CNRS- UM1-UM2 - Institut des Biomolécules Max Mousseron, Ecole
Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, 8 rue de l’Ecole Normale, 34296 Montpellier, France
e-mail address [email protected], [email protected]
Covalent attachment of water-soluble photosensitizers (Figure 1) into mesoporous silica
nanoparticles (MSN) for photodynamic therapy (PDT) applications is described. Those MSN
were monodispersed with a diameter of 100 nm, a specific surface area of 860 m2/g and a
pores diameter of 2.2 nm. These MSN were proved to be active on breast cancer cells after
endocytosis. Moreover, MSN were functionalized on their surface by mannose using an
original pathway with diethyl squarate as the linker. Those mannose-functionalized MSN
dramatically improved the efficiency of PDT on breast cancer cells. In addition, the
involvement of mannose receptors for the active endocytosis of mannose-functionalized MSN
was demonstrated (Figure 2).
Figure 1
Figure 2
47
Poster 4
Etude par EIS et QCM-D de l’interaction entre des bicouches lipidiques
planes découplées du support et une porphyrine glycodendrimérique
E. Briand1, Ph. Maillard
2, V. Rosilio
1
1 UMR 8612 CNRS/Univ. Paris-Sud, Châtenay-Malabry, France. E-mail : [email protected]
2 UMR 176 CNRS/Institut Curie, Univ. Paris-Sud, Orsay, France.
Un dispositif permettant l’analyse simultanée par Microbalance à Cristal de Quartz
avec mesure de la Dissipation (QCM-D) et Spectroscopie d’Impédance Electrochimique (EIS)
a été utilisé pour suivre l’interaction entre des membranes biomimétiques planes découplées
du support (thSLB) et une porphyrine glycodendrimérique hydrosoluble. Cette approche
permet de caractériser simultanément les changements des propriétés structurales (masse et
propriétés viscoélastiques) et électriques (résistivité) des thSLB lors de l’interaction entre
celles-ci et les molécules de porphyrine.
Dans un premier temps, le modèle membranaire a été mis au point, avec formation de
bicouches planes de phospholipides découplées du support par un coussin de polyoxyéthylène
glycol (PEG). L’assemblage de ces membranes s’effectue via un transfert Langmuir-Blodgett
(LB) d’une monocouche de phospholipides contenant une faible fraction molaire de
phospholipides PEGylés. Une fois le substrat recouvert de cette monocouche inséré dans le
module d’analyse de QCM-D, la surface est mise en contact avec une suspension de
liposomes unilamellaires. Ceux-ci fusionnent alors avec la monocouche grâce aux interactions
hydrophobes entre les chaînes apolaires des phospholipides de la première couche supportée
et celles des phospholipides assemblés sous forme de liposomes. Après deux heures, une
bicouche lipidique plane est formée à la surface, découplée du support par un coussin de PEG
d’une épaisseur de quelques nanomètres. Nous avons montré que la qualité des thSLB dépend
fortement de l’organisation du film de polymères qui sert de coussin pour les phospholipides
lors du transfert Langmuir-Blodgett – organisation déterminée par des isothermes de
compression. Une fois la composition en phospholipides de la monocouche transférée par LB
optimisée, nous avons étudié l’influence d’une porphyrine dendrimérique substituée par 9
sucres sur les propriétés du modèle membranaire. Nous avons montré par QCM-D une
adsorption de cette molécule hydrosoluble à la surface des membranes et par EIS une
perturbation de la résistivité de ces membranes. Ceci s’explique par la modification de la
structure d’au moins un des feuillets de la bicouche phospholipidique lors de l’adsorption de
la porphyrine. L’absence de modifications des propriétés viscoélastiques concomitantes à
cette adsorption suggère une interaction entre les groupements mannose de la molécule et les
têtes polaires des phospholipides, certainement par l’intermédiaire de liaisons H. Le rinçage
des surfaces par une solution saline restaure partiellement les propriétés membranaires. Nous
avons effectué des analyses en fonction de la concentration des porphyrines et du temps
d’exposition afin de déterminer le degré d’insertion du macrocycle hydrophobe des
porphyrines au sein des membranes.
48
Poster 5
Affinité de photosensibilisateurs tétraphénylporphyrine pour l'albumine
Effet de la glycoconjugaison
Benoît CHAUVIN1, Athena KASSELOURI
1, Philippe MAILLARD
2, Patrice PROGNON
1
E-mail : [email protected]
1. Laboratoire de Chimie Analytique, EA 4041, IFR 141, Univ Paris-Sud, 5 rue JB Clément, 92296
Châtenay-Malabry, France. 2. UMR 176 CNRS-Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110, Centre
Universitaire, 91405 Orsay, France
La glycoconjugaison est actuellement étudiée comme stratégie de ciblage de la
tumeur, exploitant la surexpression de récepteurs aux sucres à la surface des cellules
cancéreuses. De plus, la fixation de résidus sucre polaires sur le noyau tétraphénylporphyrine
lipophile constitue un moyen de diminuer le risque d'agrégation, potentiellement préjudiciable
pour l'issue du traitement. La substitution du noyau TPP est susceptible de modifier ses
interactions avec les constituants plasmatiques, interactions impliquées dans la localisation
sélective des photosensibilisateurs. Pour évaluer cet effet, nous avons étudié l'affinité d'une
série de TPP glycoconjuguées pour l'albumine.
Les dérivés étudiés diffèrent par le nombre de résidus sucre, leur position (para ou
méta des phényles) et leur nature (glucose ou galactose). Les composés parents hydroxylés
ont également été étudiés. Les constantes d'association (Kass) ont été déterminées à partir des
spectres de fluorescence enregistrés sur des mélanges albumine – TPP dans le tampon PBS.
L'excès d'albumine dans ces mélanges permet de ne considérer que le site d'affinité la plus
élevée.
Tous les composés étudiés s'associent fortement à l'albumine, mais avec des affinités
variables. Le remplacement des substituants hydroxyle par des sucres augmente l'affinité pour
l'albumine. Ainsi, le Kass d'une TPP trihydroxylée en position méta passe de 0,3.105 M
-1 à
10,5.105 M
-1 sous l'effet de la glycoconjugaison. Le nombre et la position du substituant
influencent également l'affinité du composé pour l'albumine : l'association est facilitée par une
substitution en position para (par rapport à la position méta) ou par une tétrasubstitution (par
rapport à la trisubstitution). D'une manière générale, l'affinité augmente lorsque l'accessibilité
du noyau TPP diminue. Ces résultats laissent penser que les TPP interagissent avec l'albumine
par l'intermédiaire de leurs substituants. Ces substituants jouent donc un rôle décisif dans les
interactions des photosensibilisateurs avec l'albumine.
Le fait que la glycoconjugaison favorise les interactions avec l'albumine peut
surprendre. Contrairement à ce qui aurait pu être attendu, le caractère hydrophobe réduit
l'affinité pour l'albumine. L'explication probable est que la présence de résidus sucre,
possédant chacun plusieurs groupements hydroxyle, augmente les possibilités de formation de
liaisons hydrogène, principal type d'interactions impliqués dans les associations des
médicaments aux molécules biologiques.
49
Poster 6
Elaboration de nanoparticules photosensibles:
application à la photothérapie dynamique anticancéreuse
Drogat Nicolas, Vincent Sol, Robert Granet, Gaëlle Begaud, Caroline Le Morvan, Pierre
Krausz.
Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, UPRES EA 1069-GDR
CNRS 3049, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, France - [email protected]
Les nanocristaux de cellulose (CNXLs) obtenus sous forme d’une suspension colloïdale
après hydrolyse acide de la cellulose du coton, présentent des propriétés physico-chimiques
(taille, forme, hydrophilie…) propice au ciblage des tumeurs et à la pénétration des cellules
cancéreuses. Dans le cadre de notre programme de recherche, nous nous sommes attachés à la
fixation d’un photosensibilisateur d’origine naturelle (la purpurine-18) à des nanocristaux de
cellulose.
Couplage ionique Couplage covalent
N
NHN
HOOC
NH
NHO
N
NH2
NH
HOOC
x
y
N
NHN
HOOC
NH
NHO
N
NH2
NH
HOOC
xy
N
NHN
HOOC
NH
NH
O
N
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y
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NH
NHO
N
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N
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HOOCNH
NH
O
N
NH2
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HOOC
x
y
N
NH
N
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OC
NH
NH
O
N
NH
2
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HO
OC
x
y
N
NHN
HOOC
NH
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N
NH2
NH
HOOC
x
y
N
NH
N
HO
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NH
NH
O
NNH
2
NH
HO
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x
y
N
NHN
HOOC
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NHO
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N
NH
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yN
NHN
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N
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HOOCNH
NH
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NH
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x
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N
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NH
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N
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N
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NH
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2
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HO
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x
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HOOC
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HOO
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x
y
N
NH N
HOOC
NH
O OO
N
NH N
HOOC
NH
NHO
N
NH2
NH
HOOC
xy
PEI
1
1 1, NaBH3CN
OO
OHOHO
OH
O O
OH
OH
OH n
O
O
OH
OHO
O
OO
OH
OH
OH
S
O
O-O
O
O
OH
OHO
O
OO
OH
OH
OH
S
O
O-O
n
n
OO
OH
OHO
OH
O O
OH
OO
n
H2SO4, 63.5 % w/w
NaIO4
CNXLs
Région cristalline
Région aporphe
Purpurine 18
50
Des tests in vitro vis-à-vis de la lignée cellulaire HaCat on permit de mettre en évidence
l’activité de ces composés à de faibles concentrations (IC50 : nM).
51
Poster 7
Synthèse de nouvelles porphyrines glycoconjuguées par "Click Chemistry"
sous microondes.
Guillaume Garcia, Philippe Maillard.
UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât 110, Univ. Paris-Sud, F-91405 Orsay, France
E-mail : [email protected]
La pénétration effective des photosensibilisateurs à l’intérieur des cellules est un
paramètre crucial de leur efficacité. Son mécanisme peut être simplement diffusionnel ou
médié par des protéines de surface. La conception de photosensibilisateurs substitués par des
sucres permet d’augmenter leur sélectivité vis-à-vis de certaines cellules tumorales
surexprimant des lectines membranaires spécifiques et de faciliter leur pénétration. Il est
maintenant reconnu que les cellules de rétiniblastome surexpriment des lectines membranaires
spécifiques du galactose et du mannose.
En outre, la stabilité et le métabolisme des molécules synthétisées jouent un rôle
important. En effet, la dégradation et l'élimination des photosensibilisateurs ne doit pas être
immédiate afin d'obtenir une bonne réponse au traitement photochimique. Il apparaît dans la
littérature que le noyau triazole est relativement stable par rapport à la dégradation
métabolique tout en ne posant pas de problème particulier de toxicité. Nous avons donc
développé la synthèse de dérivés porphyriniques glycoconjugués possédant un noyau triazole.
Ces composés ont été obtenus par une méthode récente et originale, la "click chemistry". En
effet, le noyau triazole est obtenu par chauffage micro-ondes entre un alcyne terminal et un
azide, réaction catalysée par le cuivre (I). Cette cycloaddition [3+2], suggéré par Huisgen, est
utilisable pour la construction de biomolécules complexes et la fixation de vecteurs sur des
molécules à visée thérapeutiques. Voici un exemple de porphyrine glycoconjuguée
synthétisée dans notre laboratoire.
Tous les composés ont été caractérisés par RMN 1H et 13C ainsi que par
spectroscopie UV-visible et spectroscopie de masse MALDI. Les tests de phototoxicité « in
vitro » sont en cours de réalisation sur les lignées cancéreuses HT29 (colon) et Y79
(rétinoblastome).
52
Poster 8
Thérapie photodynamique des cancers solides par des nanoparticules
mannosylées.
Gary-Bobo M1, El Cheikh K
3, Maynadier M
1, Mir Y
4, Brevet D
2, Hocine O
2, Gleizes M
1,
Richeter S2, Maillard Ph
5, Mongin O
4, Raehm L
2, Blanchard-Desce M
4, Durand JO
2, Morère
A3, Garcia M
1. E-mail : [email protected]
L’élaboration de nanoparticules de silice mésoporeuse (MSN) constitue un défit en
santé publique. Grâce à leur grande surface spécifique, leur porosité organisée et leur taille
modulable, les MSN ont un fort potentiel d’utilisation en biologie et en médecine. Nos
travaux décrivent une thérapie photodynamique utilisant des MSN encapsulant de façon
covalente des photosensibilisateurs (PS) mono- ou bi-photonique. Ces MSN ciblent les
cellules cancéreuses grâce aux résidus mannose ancrés à leur surface qui reconnaissent les
récepteurs mannose sur-exprimés à la surface de cellules cancéreuses, permettant ainsi une
endocytose active des nanoparticules. Nous avons démontré sur plusieurs lignées de cellules
humaines cancéreuses (rétinoblastome, cancer de l’ovaire, du sein et du colon) que la
fonctionnalisation des MSN par des résidus mannose augmentait leur effet phototoxique après
irradiation à 1 ou 2 photons selon les PS encapsulés. Les études in vivo sont en cours pour
confirmer le fort potentiel thérapeutique de cette photothérapie utilisant des MSN
fonctionnalisées par des carbohydrates.
Labo 1 : U896, IRCM, 208 rue des apothicaires, Montpellier (34)
Labo 2 : UMR 5253, ICG, Place Eugène Bataillon, Montpellier (34)
Labo 3 : UMR 5247, IBMM, 8 rue de l’Ecole Normale, Montpellier (34)
Labo 4 : UMR 6510, CPM, Campus de Beaulieu, Université de Rennes 1, Rennes (35)
Labo 5 : UMR 176, Institut Curie, 91405 Orsay
53
Poster 9
Conception et synthèse de composés photoactivables par absorption
biphotonique, application à la Photothérapie Dynamique (PDT).
Fabien Hammerer, Sylvain Achelle, Philippe Maillard, Marie-Paule Teulade-Fichou
UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât 110, Univ. Paris-Sud, F-91405 Orsay, France, E-
mail : [email protected]
Une des principales limites actuelles de la PDT est la faible pénétration de la lumière
dans les tissus vivants, qui est optimale pour les longueurs d’onde comprises dans la fenêtre
optique physiologique (700-1100nm) correspondant au minimum d’absorption des
constituants majoritaires de la peau (eau, hémoglobine et mélanine). Cependant, l’énergie
minimale d’excitation de l’oxygène moléculaire de son état fondamental triplet au premier
état excité singulet est d’environ 1,6eV soit 780 nm. La fenêtre d’efficacité optimale de la
PDT se limite donc à priori à 80 nm, avec pour première conséquence, une limitation en
nombre et en structure des photosensibilisateurs. La PDT basée sur une absorption simultanée
de 2 photons (PDT-2PA) permet de s’affranchir de ce problème en travaillant à des longueurs
d’onde correspondant à cette fenêtre thérapeutique tout en fournissant au photosensibilisateur
l’énergie nécessaire à l’excitation de l’oxygène moléculaire.
Dans cette optique, de nombreuses molécules présentant une partie excitable à 2
photons et une autre photosensibilisatrice, le plus souvent des systèmes porphyriniques ont été
synthétisées. Cependant, la majorité des composés sont des oligomères de porphyrines
présentant une solubilité limitée et un faible transfert de charge. Nous nous sommes donc
intéressés à un nouveau système conjugué octupolaire de type :
Les synthèses de plusieurs molécules présentant ces caractéristiques seront présentées.
Quelques unes de leurs propriétés optiques seront discutées.
(1) Starkey et al., Clin. Cancer. Res., 2008, 14, 6564
54
Poster 10
Dynamique de relaxation de l'état électronique excité S2 des metallo-
protoporphyrines en phase gazeuse
Minh-Huong Ha-Thi1,2
, Niloufar Shafizadeh1,2 *
, Lionel Poisson 3,2
et Benoit Soep3,2
1. Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay , CNRS/Université Paris-Sud, Orsay (ISMO) 2. Triangle de la Physique, Saint-Aubin
2. Laboratoire Francis Perrin CEA/DSM/IRAMIS/SPAM – CNRS URA 2453, CEA Saclay * [email protected]
Les mécanismes des réactions chimiques au sein des systèmes vivants sont loin d'être
compris de façon microscopique. Pour la plupart ces réactions sont complexes et mettent en
jeu plusieurs partenaires et un environnement complexe. Nous nous intéressons à la réaction
d’association et de dissociation de petites molécules (O2, CO, NO, H2S,….) sur des
hématoprotéines. Ce type de protéine est présent au sein d’un grand nombre d’espèces
vivantes depuis des micro-organismes jusqu’aux espèces évoluées. Ces protéines jouent un
rôle important dans les mécanismes de production d’énergie.
Pour la première fois, nous avons étudié et comparé la relaxation électronique du deuxième
état excité S2 de la protoporphyrine des métaux de transition (Zn, FeII et Fe
III) en phase
gazeuse. A des échelles de temps très courtes (femtoseconde), la relaxation du site actif isolé
ou du site actif au sein d'une matrice protéique est équivalente et donne accès aux propriétés
photophysiques intrinsèques de l'espèce étudiée.
Fig. 1: Hème ou la Protoporphyrine IX du fer II (C34H32 Fe
II N4O4) est le site actif des
hématoprotéines
En comparant l'évolution temporelle de ces composés avec d'autres espèces modèles on a
mis au point un modèle prédictif de l'évolution temporelles des premiers états excités des
métalloprotoporphyrines. En effet, selon la nature du métal inséré au centre de la molécule, la
durée de vie de l’état excité change radicalement. Ainsi, nous avons montré qu’après
excitation, il se produit un transfert très rapide de l’électron l’orbitale * de la porphyrine vers
une orbitale d du métal accessible et ceci en moins d’une centaine de femtosecondes1. Ce
transfert de charge pourrait être un intermédiaire efficace entre l'espèce ligandée Hème-CO
(spin I) et l'espèce libre Hème (spin V).
Références
(1) Sorgues, S.; Poisson, L.; Raffael, K.; Krim, L.; Soep, B.; Shafizadeh, N. J. Chem. Phys.
55
2006, 124, 11403.
56
Poster 11
Effet du cholestérol sur les mécanismes impliqués dans la photo-
perméabilisation membranaire.
Rachid Kerdous
UPMC, Paris 6, Laboratoire ANBif CNRS FRE3207, Case courrier 138, 4 place Jussieu, 75252 Paris
Cedex 05, Paris. E-mail : [email protected]
La PCI (Photochemical Internalization) est une technique qui permet de photo-libérer
des macromolécules piégées dans les endosomes suite à l’endocytose. Elle repose sur les
propriétés des certaines molécules photosensibilisatrices à marquer les membranes
endosomales et à produire des espèces oxygénées radicalaires (ROS) sous l’effet d’une
irradiation lumineuse. Ces ROS étant très réactifs, ils induisent l’oxydation des lipides
insaturés environnants à l’origine de la perméabilisation de la membrane des endosomes.
Le cholestérol joue un rôle important dans les membranes biologiques en leurs
conférant leur rigidité et en modulant profondément leurs propriétés physiques, structurales et
dynamiques. Il représente environ 30% de la masse lipidique totale des endosomes et son
importance physiologique a été largement démontrée. En revanche, son effet au cours de la
PCI reste mal connu et les mécanismes en demeurent peu étudiés. Dans le but d’apporter des
réponses à ces questions, nous avons utilisé des vésicules unilamellaires géantes (GUVs)
comme modèles de membranes préparées à partir d’une série de mélanges de DOPC et de
cholestérol (0, 10, 20, 30 et 50 mol%). Les expériences de photoperméabilisation ont été
menées en utilisant la Chlorine e6, qui s’incère dans les feuillets de membrane de façon
asymétrique.
Suite à l’irradiation lumineuse, les membranes fluctuent pendant une durée plus ou
moins longue allant de quelques secondes à plusieurs centaines de secondes. Ces fluctuations
sont suivies par des changements de morphologie membranaires. Ces transitions de formes
sont expliquées par des changements de courbure spontanée effective du feuillet marqué. Ces
phénomènes sont interprétés au regard de la quantité de cholestérol dans la membrane.
Notamment, la durée des fluctuations est inversement proportionnelle à sa concentration. Le
cholestérol affecte d’une manière très importante le temps de début (t0) et la vitesse de
perméabilisation membranaire (τ).
57
Poster 12
Nanoparticules superparamagnétiques fixées sur des motifs porphyriniques
par «Click Chemistry». Application à la photothérapie dynamique des
cancers.
Jean-Pierre Mbakidi, Vincent Sol, Robert Granet, Tan Sothea Ouk, Pierre Krausz
Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, UPRES EA 1069-GDR
CNRS 3049, 123 avenue Albert Thomas, 87060 Limoges, France - [email protected]
La photothérapie dynamique (PDT) est une méthode de traitement des cancers dont le
principe repose sur l’administration du principe actif, suivie d’une irradiation lumineuse. Afin
d’améliorer l’efficacité des photosensiblisateurs, nous avons développé la synthèse de
nanoparticules magnétiques porphyriniques. En effet, les nanoparticules pénètrent facilement
à l’intérieur des cellules cancéreuses par un phénomène d’endocytose passive qui permet de
contourner les problèmes de résistances multiples acquises par les cellules cancéreuses. De
telles nanoparticules magnétiques transportant une drogue photosensible devraient permettre
de développer des plateformes moléculaires à double efficacité létale en combinant l’effet
photocytotoxique de la drogue avec les propriétés magnétiques du transporteur pouvant
conduire à un traitement thermique des cancers (thermothérapie). Notre attention s’est tout
particulièrement portée sur la synthèse des nanoparticules d’oxyde de fer stabilisées en milieu
aqueux par du dextrane.
OH
OH
OH
OHOH
HO
HO
Oxyde Fe3O4 core
O
Cl
Dextran
Oxyde Fe3O4 core
Dextran
O
O
O
O
O
O
O
O
NaN3
Oxyde Fe3O4 core
Dextran
O 0H
N3
O0H
N3
O0H
N3
O
0HN3
PEI
CH
Oxyde Fe3O4 core
Dextran
OOH NH
NN
PEI
N
N
N
N
O
Zn
CH
Ar-
Ar-
Ar-
O
OH
NH
N
NN
N
N
N
O
Zn
Ar-
Ar-
Ar-
Ar = CH3 Gluc
CH3 SO3-
N+
CH3 CH3
ou
ou
Ces nanoparticules ont été substituées par des porphyrines hydrosolubles (glucosylées,
sulfonées ou cationiques) grâçe à la réaction de Click Chemistry. Afin d’améliorer le ciblage
et la pénétration cellulaire, des polyamines de type PolyEthylèneImine (PEI) ont également
été fixées. Tous ces composés ont été caractérisés par UV-visible, RMN, MALDI, MET, ….
Des tests préliminaires de photocytotoxicyté cellulaire in vitro ont été réalisés sur une lignée
cellulaire de kératinocytes humains HaCat.
58
Poster 13
Selective antitumor effect in PhotoDynamic Therapy mediated by photo-
activatable molecules, activated by endopeptidases erhille Selective
antitumor effect in PhotoDynamic Therapy mediated by photo-activatable
molecules, activated by endopeptidases.
Verhille Marc
LRGP, ENSIC, 1 rue Grandville, 54000 Nancy. E-mail : [email protected]
résumé non reçu
59
Liste des participants
Achelle Sylvain UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Baldeck Patrice Laboratoire de Spectrométrie Physique, UMR 5588, Université Joseph
Fourier/CNRS, 140 rue de la physique, B.P. 87 38402 Saint Martin d’Hères,
cedex. E-mail : [email protected]
Ballut Séverine UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Barbéri-Heyob
Muriel
Cran-CAV UMR 7039 CNRS-UHP-INPL, Avenue de Bourgogne, 54511
Vandoeuvre les Nancy. E-mail : [email protected]
Bastogne Thierry Centre de Recherche en Automatique de Nancy (Nancy-Université, CNRS
7039), Centre Alexis Vautrin, Campus Science, BP 70239, 54506
Vandoeuvre-lès-Nancy. E-mail : [email protected]
Baudequin Christine IRCOF, UMR 6014, Université de Rouen, Rue Tesnière, BP08, 76131 Mont-
Saint-Aignan. E-mail : [email protected]
Bechet Denise Cran-CAV UMR 7039 CNRS-UHP-INPL, Avenue de Bourgogne, 54511
Vandoeuvre les Nancy. E-mail : d.bechet@ nancy.fnclcc.fr
Benachour Hamanou CRAN, Nancy-Université UMR 7039 CNRS, Centre Alexis Vautrin, Brabois,
Avenue de Bourgogne, 54511 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex. E-mail :
Blanchard-Desce
Mireille
CNRS UMR 6510, Université de Rennes 1, campus de Beaulieu, 35042
Rennes cedex. E-mail : [email protected]
Bolotine Lina CRAN, Nancy-Université UMR 7039 CNRS, Centre Alexis Vautrin, Brabois,
Avenue de Bourgogne, 54511 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex. E-mail :
Bonneau Stéphanie Laboratoire Acides Nucléiques & Biophotonique (ANBIOF), CNRS FRE
3207, Genopole Campus 1, Bât. Genavenir 8, 5, rue Henri Desbruères, 91030
Evry cedex. E-mail : [email protected]
Boucher Didier Axcan Pharma , La Prévôté – Route du Bû, 78550 Houdan. E-mail :
Bourg-Heckly
Geneviève
Laboratoire Acides Nucléiques & Biophotonique (ANBIOF), CNRS FRE
3207, Genopole Campus 1, Bât. Genavenir 8, 5, rue Henri Desbruères, 91030
Evry cedex. E-mail : [email protected]
60
Brault Daniel Laboratoire Acides Nucléiques & Biophotonique (ANBIOF), CNRS FRE
3207, Genopole Campus 1, Bât. Genavenir 8, 5, rue Henri Desbruères, 91030
Evry cedex. E-mail : [email protected]
Brevet David Institut Charles Gerhardt Montpellier, Université Montpellier 2, case 1701,
Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05. E-mail :
Briand Elisabeth Univ Paris-Sud 11, UMR 8612, 5 rue Jean-Baptiste Clément, F-92296
Châtenay-Malabry, cedex. E-mail : [email protected]
Cepraga Cristina UMR CNRS 5223, Ingénierie des Matériaux Polymères Joliot-Curie, Ecole
Normale Supérieure de Lyon, 46, allée d’Italie 69364 Lyon cedex 07. E-mail :
Chapelon Jean-Yves INSERM U556, 151 cours Albert Thomas, 69424 Lyon, cedex 03. E-mail :
Charreyre Marie-
Thérèse
UMR CNRS 5223, Ingénierie des Matériaux Polymères Joliot-Curie, Ecole
Normale Supérieure de Lyon – 46, allée d’Italie 69364 Lyon cedex 07. E-mail
Chauvin Benoit Laboratoire de Chimie Analytique, Tour D2, Faculté de Pharmacie, 5, rue J. B.
Clément, 92296 Châtenay-Malabry. E-mail : [email protected]
Couleaud Pierre LRGP-UPR 3349 – Nancy Université, 1 rue Grandville, ENSIC, 54000 Nancy.
E-mail : [email protected]
Croisy Alain U759 INSERM/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
de Witte Peter Lab voor Farmaceutische Biologie, O&N II Herestraat 49 - bus 824, 3000
Leuven, België. E-mail : [email protected]
Drogat Nicolas Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, EA
1069 Faculté des Sciences et Techniques, 123 Avenue Albert Thomas, 87060
Limoges. E-mail : [email protected]
Durand Jean-Olivier Institut Charles Gerhardt Montpellier, Université Montpellier 2, case 1701,
Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier cedex 05. E-mail : durand@univ-
montp2.fr
Favier Arnaud UMR CNRS 5223, Ingénierie des Matériaux Polymères Joliot-Curie, Ecole
Normale Supérieure de Lyon, 46, allée d’Italie 69364 Lyon cedex 07. E-mail :
Ferry-Forgues
Suzanne
Université Paul Sabatier, Laboratoire I.M.R.C.P., UMR CNRS 5623, 31062
Toulouse cedex 9. E-mail : [email protected]
Frochot Céline Département de Chimie Physique des Réactions, UMR 7630, CNRS-INPL,
ENSIC, 1, rue Grandville BP 20451, 54001 Nancy cedex. E-mail :
61
Garcia Guillaume UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Garcia Marcel Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier, IRCM, INSERM U896,
208 rue des Apothicaires, 34298 Montpellier cedex 5. E-mail :
Gari-Bobo Magali Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier, IRCM, INSERM U896,
208 rue des Apothicaires, 34298 Montpellier cedex 5. E-mail :
Gresh Nohad Laboratoire de Pharmacochimie Moléculaire et Cellulaire, CNRS FRE 2718,
UFR Biomédicale, Université René Descartes (Paris V), 45, rue des Saints-
Pères, 75006 Paris. E-mail : [email protected]
Guillemin François CRAN, Nancy-Université UMR 7039 CNRS, Centre Alexis Vautrin, Brabois,
6 Avenue de Bourgogne, 54511 Vandoeuvre-lès-Nancy Cedex. E-mail :
Hammerer Fabien UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Ha-Thi Minh Huong ISMO – Université Paris Sud 11, Batiment 210, Université Paris-Sud 91405
Orsay Cedex. E-mail : [email protected]
Ibrahim Hanadi Laboratoire de Chimie Analytique, Tour D2, Faculté de Pharmacie, 5, rue J. B.
Clément, 92296 Châtenay-Malabry. E-mail : [email protected]
Kasselouri Athéna Laboratoire de Chimie Analytique, Tour D2, Faculté de Pharmacie, 5, rue J. B.
Clément, 92296 Châtenay-Malabry. E-mail : [email protected]
Kerdous Rachid UPMC, Paris 6, Laboratoire ANBif CNRS FRE3207, Case courrier 138, 4
place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, Paris, E-mail :
Krausz Pierre Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, EA
1069 Faculté des Sciences et Techniques, 123 Avenue Albert Thomas, 87060
Limoges. E-mail : [email protected]
Lemercier Gilles Université de Reims Champagne-Ardenne, Institut de Chimie Moléculaire de
Reims (ICMR), Groupe Chimie de Coordination, UMR CNRS n° 6229,
Moulin de la Housse, BP 1039 - 51687 Reims cedex 2. E-mail :
Leroy Michel Hopital Foch, 40, rue Worth,92151 Suresnes. E-mail : m.leroy@hopital-
foch.org
Lévy Laurent Nanobiotix, 60 rue de Wattignies, Bat B 3ième étage, 75012 Paris. E-mail :
62
Lupu Mihaela U759 INSERM, Institut Curie, Bât 112, centre universitaire, 91405 Orsay. E-
mail : [email protected]
Maillard Philippe UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Marill Julie Nanobiotix, 60 rue de Wattignies, Bat B 3ième étage, 75012 Paris. E-mail :
Maynadier Marie Institut de Recherche en Cancérologie de Montpellier, IRCM, INSERM U896,
208 rue des Apothicaires, 34298 Montpellier cedex 5. E-mail :
Mbakidi Jean-Pierre Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, EA
1069 Faculté des Sciences et Techniques, 123 Avenue Albert Thomas, 87060
Limoges. E-mail : [email protected]
Mestas Jean-Louis UMR S 556 INSERM 151 cours Albert Thomas 69003 Lyon. E-mail : jean-
Mispelter Joel U759 INSERM, Institut Curie, Bât 112, centre universitaire, 91405 Orsay. E-
mail : [email protected]
Moghissi Keyvan Yorkshire Laser Centre – The UK Medical Laser Centre Goole and District
Hospital, Woodlands Avenue, Goole, E. Yorkshire, United Kingdom, DN14
6RX. E-mail : [email protected]
Mongin Olivier CNRS UMR 6510, Université de Rennes 1, campus de Beaulieu, 35042
Rennes cedex. E-mail : [email protected]
Mordon Serge INSERM U703, Services d’Urologie de Radiologie, Centre de Biologie et
Pathologie du CHRU de Lille, France. E-mail : [email protected]
Moussaron Albert ENSIC- LRGP- Biopromo, LRGP, 1 rue Grandville,BP 20451, 54001 Nancy
Cedex. E-mail : [email protected]
Pernot Marlène Centre Alexis Vautrin Cran, campus Sciences BP 70239, 54506 Vandoeuvre
les Nancy, Cedex. E-mail : [email protected]
Plaza Pascal UMR 8640 « PASTEUR », ENS, Département de Chimie, 24 rue Lhomond,
75005 Paris E-mail : [email protected]
Pottier Agnes Nanobiotix, 60 rue de Wattignies, Bat B 3ième étage, 75012 Paris. E-mail :
Poyer Florent U759 INSERM/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Rahal Virginie Laboratoire des IMRCP, UMR CNRS 562, Université Paul Sabatier, 31062
Toulouse, cedex 07. E-mail : [email protected]
Rosillio Véronique Univ Paris-Sud 11, UMR 8612, 5 rue Jean-Baptiste Clément, F-92296
Châtenay-Malabry, cedex. E-mail : [email protected]
63
Saettel Nicolas UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Simmoneaux Gérard Université Rennes 1, Campus de Beaulieu, UMR 6226, 35042 Rennes cedex.
E-mail : [email protected]
Sol Vincent Université de Limoges, Laboratoire de Chimie des Substances Naturelles, EA
1069 Faculté des Sciences et Techniques, 123 Avenue Albert Thomas, 87060
Limoges. E-mail : [email protected]
Souchard
Jean-Pierre
Laboratoire des IMRCP, UMR CNRS 562, Université Paul Sabatier, 31062
Toulouse, cedex 07. E-mail : [email protected]
Teulade-Fichou
Marie-Paule
UMR 176 CNRS/Institut Curie, Institut Curie, Bât. 110-112, centre
universitaire, 910405 Orsay. E-mail : [email protected]
Thomas Carole U759 INSERM, Institut Curie, Bât 112, centre universitaire, 91405 Orsay. E-
mail : [email protected]
Verhille Marc LRGP, ENSIC, 1 rue Grandville, 54000 Nancy. E-mail :
Vicendo Patricia Laboratoire des IMRCP, UMR CNRS 562, Université Paul Sabatier, 31062
Toulouse, cedex 07. E-mail : [email protected]
64
Liste des posters
Auteur principal Titre N°
Ballut Séverine Synthèse de photosensibilisateurs porphyriniques
glycodendrimères : Application en Photothérapie
Dynamique (PDT).
1
Bechet Denise Peptide-conjugated nanoparticles for photodynamic
therapy targeting neuropilin-1. 2
Brevet David Mesoporous silica nanoparticles for photodynamic
therapy. 3
Briand Elisabeth Etude par EIS et QCM-D de l’interaction entre des
bicouches lipidiques planes découplées du support et
une porphyrine glycodendrimérique.
4
Chauvin Benoit Affinité de photosensibilisateurs tétraphénylporphyrine
pour l'albumine : Effet de la glycoconjugaison. 5
Drogat Nicolas Elaboration de nanoparticules photosensibles:
application à la photothérapie dynamique
anticancéreuse.
6
Garcia Guillaume Synthèse de nouvelles porphyrines glycoconjuguées
par "Click Chemistry" sous microondes. 7
Gary-Bobo Magali Thérapie photodynamique des cancers solides par des
nanoparticules mannosylées.
8
Hammerer Fabien Conception et synthèse de composés photoactivables
par absorption biphotonique, application à la
Photothérapie Dynamique (PDT).
9
Ha-Thi Minh Huong Dynamique de relaxation de l'état électronique excité
S2 des metallo-protoporphyrines en phase gazeuse. 10
Kerdous Rachid Effet du cholestérol sur les mécanismes impliqués dans
la photo-perméabilisation membranaire. 11
Mbakidi Jean-Pierre Nanoparticules superparamagnétiques fixées sur des
motifs porphyriniques par click chemistry : application
à la PDT.
12
Verhille Marc Selective antitumor effect in PhotoDynamic Therapy
mediated by photo-activatable molecules, activated by
endopeptidases.
13
![· 2018. 2. 4. · Karu Tl, SE [6]Photomed Laser Surg. 2007 Ga-As (808 nm) laser irra- diation enhances ATP production in human neuronal cells in culture. Oron U, [lic S, De Taboada](https://img.pdfslide.net/doc/110x75/607bca24371c8f55412e8f34/2018-2-4-karu-tl-se-6photomed-laser-surg-2007-ga-as-808-nm-laser-irra-.jpg)
