📰 Un nouveau marqueur pour suivre l’évolution dans le corps de nanovecteurs chargés de médicaments

L’imagerie photoacoustique combine excitation lumineuse et ondes sonores pour, notamment, suivre l’injection de médicaments encapsulés dans des nanoparticules. Des chercheurs de l’IGPS (CNRS/Université Paris-Saclay), de l’ISMO (CNRS/Université Paris-Saclay), du LIB (CNRS/INSERM/Sorbonne Université) et du PPSM (CNRS/ENS Paris-Saclay) ont développé un nouveau marqueur adapté aux contraintes in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine…). Publiés dans la revue ACS Applied Materials & Interfaces, ces travaux reposent sur la modification de molécules de la famille des BODIPY.

Les nanovecteurs sont des assemblages moléculaires nanométriques capables d’acheminer précisément des molécules à travers le corps humain (Le corps humain est la structure physique d’une personne.), vers des cibles telles qu’un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d’une fonction…) ou une tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de…). Le développement de ces solutions thérapeutiques prometteuses demande cependant des techniques d’imagerie médicale (L’imagerie médicale regroupe les moyens d’acquisition et de restitution d’images à partir…) adaptées à leur suivi dans l’organisme. L’imagerie (L’imagerie consiste d’abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui…) photoacoustique y parvient en combinant une excitation par la lumière (La lumière est l’ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l’œil…), une détection ultrasonore et une sensibilité à l’absorption (
En optique, l’absorption se réfère au processus par lequel l’énergie d’un photon est prise…) optique (L’optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement…). Elle utilise pour cela des particules métalliques à base d’or, qui peuvent cependant poser des problèmes de toxicité (La toxicité (du grec τοξικότητα…), ou de certains fluorophores organiques, qui perdent hélas rapidement leurs propriétés une fois administrés.

En quête d’une meilleure solution, différentes équipes scientifiques s’intéressent à des molécules fluorescentes appelées BODIPY, abréviation de bore-dipyrrométhene, qui ont l’avantage d’être très modulables et peuvent ainsi acquérir de nouvelles propriétés. Des chercheurs de l’Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C’est…) Galien (Galien (en grec ancien Γαληνός / Galênós, en…) Paris-Saclay (IGPS, CNRS/Université Paris-Saclay), de l’Institut des sciences moléculaires d’Orsay (ISMO, CNRS/Université Paris-Saclay), du Laboratoire d’imagerie biomédicale (LIB, CNRS/INSERM/Sorbonne Université) et du laboratoire Photophysique et photochimie supramoléculaires et macromoléculaires (PPSM, CNRS/ENS Paris-Saclay) ont conçu un BODIPY optimisé pour l’imagerie photoacoustique, puis l’ont greffé avec succès sur un polymère (Un polymère (étymologie : du grec pollus, plusieurs, et meros, partie) est un…) biodégradable pour une utilisation in vivo.

Les chimistes y sont parvenus en modulant la structure chimique du BODIPY afin qu’il absorbe la lumière dans le proche infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d’une longueur d’onde…), ce qui permet à la lumière de pénétrer dans les tissus biologiques. Un autre paramètre (Un paramètre est au sens large un élément d’information à prendre en compte…), appelé rendement quantique de fluorescence (La fluorescence est une émission lumineuse provoquée par l’excitation d’une molécule…), a lui été réduit pour qu’une partie de l’énergie (Dans le sens commun l’énergie désigne tout ce qui permet d’effectuer un travail, fabriquer de la…) émise par le BODIPY se manifeste sous la forme de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :…), dont la dissipation provoque des vibrations à des fréquences d’ultrasons. Cela facilite sa détection par imagerie photoacoustique. Le BODIPY a ensuite été formulé en nanoparticules d’une centaine de nanomètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre…), qui ont été facilement détectées par un équipement commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.) après injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations 🙂 intraveineuse chez des animaux sains.

Ces travaux interdisciplinaires, menés dans le cadre du projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a…) ANR CAP-Photoac, vont se poursuivre sur plusieurs axes. Il s’agira (Agira est une commune italienne de la province d’Enna dans la région Sicile en Italie.) notamment de suivre le devenir des nanovecteurs de BODIPY dans le contexte (Le contexte d’un évènement inclut les circonstances et conditions qui l’entourent; le…) d’animaux malades, de développer une imagerie photoacoustique en 3D ainsi que de mettre au point (Graphie) un marqueur sensible aux changements de pH, comme lorsque des nanoparticules sont capturées par des macrophages du système immunitaire (Le système immunitaire d’un organisme est un ensemble coordonné d’éléments de…), ce qui aiderait à mieux comprendre comment les nanovecteurs réagissent dans l’organisme.

Référence:
Jean-Baptiste Bodin, Jérôme Gateau, Justine Coïs, Théotim Lucas, Flora Lefebvre, Laurence Moine, Magali Noiray, Catherine Cailleau, Stéphanie Denis, Gilles Clavier, Nicolas Tsapis & Rachel Méallet-Renault.
Biocompatible and Photostable Photoacoustic Contrast Agents as Nanoparticles Based on Bodipy Scaffold and Polylactide Polymers: Synthesis, Formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits…), and In Vivo Evaluation ACS Appl. Mater. Interfaces 2022