Conception, synthèse et évaluation de nouveaux édifices supramoléculaires : dosages et diagnostics pour l'angiogenèse tumorale

Design, synthesis and evaluation of new supramolecular assemblies : quantification and diagnosis for tumoral angiogenesis

• Auteur / Autrice : Claire Soum
• Direction : Jean Guillon, Thomas Berthelot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique
• Date : Soutenance le 15/12/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ARN : Régulations naturelle et artificielle (Bordeaux ; 2007-2015)
• Jury : Président / Présidente : Laurent Servant
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thomas Berthelot, Michel Vidal
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascal Sonnet, Michel Vidal

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tumeurs -- Vaisseaux sanguins

Néovascularisation

Chimie supramoléculaire

Biocapteurs

Ondes acoustiques de surface

Cyclodextrines

Fonctionnalisation des surfaces (chimie)

Bévacizumab

Endothélium vasculaire

Métalloprotéinases matricielles

Mots clés libres

Angiogenèse tumorale

Métalloprotéinases matricielles

Facteur de croissance de l’endothélium vasculaire

Bevacizumab

Fonctionnalisation de surface

Edifices supramoléculaires

Cyclodextrines

Ondes acoustiques de surface

Tumoral angiogenesis

Matrix Metalloproteinases

Vascular endothelium growth factor

Bevacizumab

Surface functionalization

Supramolecular assembly

Cyclodextrins

Surface acoustic wave

Résumé

Actuellement, il n’existe pas de techniques fiables pour la détection de marqueurs du cancer ou le suivi de l’administration de médicaments tels que les anticorps monoclonaux. Cette détection est essentielle pour réaliser un diagnostic précoce et ainsi améliorer le pronostic de survie des patients, et d’autre part adapter la posologie et un traitement personnalisé à chaque patient. L’objectif majeur de ce travail a été de concevoir et de développer des systèmes dits biocapteurs répondant à ces problématiques : d’une part, la détection et la quantification de l’activité des métalloprotéinases matricielles (MMP) en tant que nouvel outil de diagnostic de la progression et du développement tumoral; et d’autre part, le dosage d’un anticorps anti-VEGF, le bevacizumab, impliqué dans les biothérapies antiangiogéniques. La quantification de l’activité métalloprotéasique a été rendue possible grâce à la conception d’un biocapteur basé sur un édifice supramoléculaire. Celui-ci est constitué de substrats peptidiques fluorogéniques des MMP et d’une surface fonctionnalisée par des cyclodextrines. Une détection par fluorescence a alors permis d’évaluer l’efficacité et la spécificité de ce système à quantifier l’activité des MMP in vitro et ex vivo en conditions de biopsie tumorale. D’autre part, nous avons conçu des biocapteurs basés sur un mime peptidique du VEGF, permettant le dosage du bevacizumab. L’utilisation de ce mime en remplacement du VEGF humain a été démontrée, et plusieurs systèmes supramoléculaires fonctionnalisés par ce peptide ont été synthétisés, en vue de la conception d’une plateforme de détection régénérable des interactions peptide/protéine par transduction acoustique.

Nowadays, there are no reliable techniques for detecting biomarkers of cancer or for monitoring therapeutic drugs such as monoclonal antibodies in blood samples. This detection is essential in order to highlight the early onset of a disease prior to the appearance of clinical symptoms and therefore ensure a greater therapeutic effect, but also to provide a personalized treatment for each patient. The major goal of this thesis work was to design and develop plateforms of detection called biosensors answering these problematics: on one hand, detection and monitoring of matrix metalloproteinases (MMP) activities as a new tool for the diagnosis of tumoral progression, and on the other hand, quantification of an anti-VEGF antibody named bevacizumab, involved in antiangiogenic therapies. Monitoring of MMP activities was made possible by the design of a biosensor based on a supramolecular assembly between fluorogenic susbtrates of MMP and cyclodextrins functionalized surface. Fluorescence detection has enabled to evaluate the efficacity and specificity of this system to quantify MMP activities in vitro and ex vivo in tumoral biopsy conditions. On the other hand, we have designed biosensors based on a cyclopeptide mimicking human VEGF for the monitoring of bevacizumab. The ability of this peptide to substitute the human protein has been demonstrated and several supramolecular assemblies functionalized by this peptide have been synthesized in order to create a regenerable biosensor screening peptide/protein interactions by acoustic transduction.