Élaboration de sondes fluorescentes pour des applications en biologie et imagerie par microscopie de fluorescence

Fluorescent probes for biological applications and mapping by fluorescence microscopy

• Auteur / Autrice : Pascale Even
• Direction : Marie-Christiane Carré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie biologique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dextranes

Sondes fluorescentes

Résumé

Les travaux réalisés ont eu comme objectif de développer les méthodes optiques pour des études en biologie avec comme point de départ la synthèse chimique de sondes fluorescentes pour deux applications visant d'une part, les interactions biopolymères - cellules et d'autre part, la thérapie photo dynamique (PDT). La première partie est consacrée à la synthèse et à l'étude de polymères bioactifs de type polysaccharide, marqués par des rotors moléculaires fluorescents. Le travail a porté sur la synthèse et l'étude photophysique des dérivés coumarine associés à des dextranes bioactifs (CMDB) et à l'héparine. Les tests biologiques confirment la potentialité de la méthode: les CMDB fluorescents conservent l'action proliférative sur les cellules endothéliales; l'internalisation des CMDB et de l'héparine fluorescents, respectivement dans des cellules endothéliales et musculaires lisses a pu être visualisée par microscopie de fluorescence. La deuxième partie est consacrée au développement de nouveaux photosensibilisants pour la PDT. La PDT est un traitement médical de lutte contre certains types de cancer basé sur l'utilisation combinée d'un photosensibilisant (souvent des dérivés de porphyrine), de l'oxygène et de la lumière. Les effets secondaires et les domaines d'absorption des composés existants, de même qu'une fonctionnalisation spécifique permettant de cibler préférentiellement les cellules tumorales, justifient les travaux qui se poursuivent dans la recherche de nouvelles molécules. Avec l'objectif de vectorisation, nous avons développé la synthèse de porphyrines portant un nombre variable de cycles glucosamine. Différentes approches méthodologiques ont été réalisées, les protocoles de synthèse sont maintenant bien maîtrisés. L'étude photophysique met en évidence la formation d'agrégats, même à faibles concentrations. Les tests biologiques, en cours, devraient orienter les modifications à apporter

Researchs are done with the aim to develop optical methods for biological studies, with the starting point, the fluorescent trac ers chemical synthesis for two biological applications, namely for biopolymer - cells interactions studies and in photodynamic therapy, respectively. In the first part are described the synthesis and the study of bioactive polysaccharides polymers, labeled with fluorescent molecular rotors. The aim was to synthesise and to study the photophysical properties of coumarin derivatives associated with bioactive dextran (carboxymethyldextranbenzylamide (CMDB)) and heparin. The results of the biological tests prove the interest of the study : fluorescent CMBD polymers keep their stimulation effect on endothelial ceUs growth ; moreover, labeling of endothelial and smooth muscle cells with derivatized fluorescent dextran and heparin respectively, has been demonstrated by fluorescence microscopy. The second part is devoted to the development of new photosensitizers for photodynamic therapy (PDT). PDT is a medical treatment against sorne cancers, based on the combined use of a photosensitizer (often porphyrin compound), oxygen and light. Nowadays, compounds used suffer from sorne drawbacks, especially secondary effects and no specificity. This explains the extend of research in this field, to discover more efficient molecules. Our main objective being the targeting, we developed sorne new porphyrins linked with a variable number of glucosamine rings. Different synthetic routes have been explored and now, the synthese protocols are well known. The photophysical properties of compounds have been studied and aggregate formation, even at low concentration has been observed. Biological tests in course, will orientated the further chemical modifications for a good selectivity