Xenon-functionnalized Cryptophanes : Bio-sensors synthesis for grafting on apo-transferrin

• Auteur / Autrice : Antoine Stopin
• Direction : Jean-Pierre Dutasta, Thierry Brotin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse organique

Xénon

Mots clés libres

Bio-sonde moléculaire

Cryptophane

Xénon hyperpolarisé

Apo-transferrine

Résumé

Les cryptophanes constituent à ce jour les meilleurs récepteurs moléculaires pour la complexation du xénon dans les milieux biologiques et permettent d'envisager à moyen terme la conception de nouveaux agents de contraste pour l'imagerie de résonance magnétique (IRM). Ce concept qui a vu le jour il y a quelques années a grandement favorisé le développement de la chimie de cette famille de molécules, à l'étranger comme au sein de notre laboratoire. Nous avons donc entrepris au cours de ce travail de thèse la préparation de nouveaux cryptophanes susceptibles de rentrer dans l'élaboration de nouvelles bio-sondes moléculaires pour le marquage d'une protéine (apo-transferrine). Ce travail a nécessité la mise au point des conditions opératoires permettant d'aboutir à de nouveaux cryptophanes multi-fonctionnalisés. A partir de ces nouveaux dérivés nous avons entrepris l'élaboration de récepteurs moléculaires pour le marquage de l'apo-transferrine. Ce travail implique la fixation d'un ou plusieurs bras espaceur sur le cryptophane pour augmenter la solubilité de ces molécules lipophiles dans les milieux aqueux et introduire à leur extrémité une fonction capable d'effectuer le marquage de la protéine. Plusieurs approches permettant d'aboutir à ces molécules sont proposées et discutées dans ce travail de thèse. Des premiers tests biologiques ont été réalisés avec certaines de nos bio-sondes greffées sur l'apo-transferrine, en présence de xénon hyperpolarisé, afin d'étudier la reconnaissance spécifique de cette protéine pour son récepteur cellulaire.

Cryptophanes are at the moment the best molecular receptors for xenon complexation in biological environment and allow to consider the conception of new contrast agents for Magnetic Resonance Imaging (MRI). This concept, born a few years ago, largely facilitated the development of the chemistry of this family of molecules, abroad as within our laboratory. We thus began, during this Phd, the preparation of new cryptophanes for the elaboration of new molecular bio-sensors for grafting on a protein (apo-transferrin). This work required the conception of new synthetic ways allowing the synthesis of new multi-functionnalized cryptophanes. From these new products, we undertook the elaboration of molecular receptors for the labelling of the apo-transferrine. This work involves the binding of one or several linkers on the cryptophane to increase the solubility of these lipophilic molecules in an aqueous environment and introduce a function allowing the labelling of the protein. Several approaches allowing to access to these molecules are proposed and discussed in ths manuscript. First biological tests were realized with some of our bio-sensors grafted on the apo-transferrine, in the presence of hyperpolarized xenon, to study the specific recognition of this protein for her cell receptor.