IMAGERIE CELLULAIRE ET TISSULAIRE DE BIO-MARQUEURS TUMORAUX : EXCITATION MULTI-PHOTONIQUE DE QUANTUM DOTS CONJUGUES AVEC DES ANTICORPS DE DOMAINE SIMPLE

CELL AND TISSUE IMAGING OF TUMOR BIOMARKERS : MULTI-PHOTON EXCITATION FOR QUANTUM DOTS AND SINGLE DOMAIN ANTIBODIES CONJUGATES

• Auteur / Autrice : Hilal Hafian
• Direction : Jean-Marc Millot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie - STS
• Date : Soutenance le 08/12/2016
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne ; 2000-2011)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : (LRN) Laboratoire de Recherche en Nanosciences
• Jury : Président / Présidente : Igor Nabiev
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Millot, Christine Terryn, Rodolphe Jaffiol
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yves Mély, Patrick Chames

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps à chaîne unique

Dissertations universitaires

Marqueurs biologiques

Photonique

Tumeurs

Imagerie en biologie

Points quantiques

Mots clés libres

Anticorps de domaine simple

Quantum dots

Bio-Photonique

Bio-Markers

Bio-Imagerie

Tumeur

Antibody

Quantum dot

Bio-Photonic

Bio-Marlers

Bio-Imaging

Tumor

Résumé

Les conjugués QD-sdAbs sont des nano-sondes qui associent un quantum dot (QD) et des anticorps de domaine simple (sdAbs). Ces nano-sondes fluorescentes permettent des immunomarquages sur coupes tissulaires et sur cellules. L’objectif de ce travail est de montrer l’intérêt de l’excitation multi-photonique pour la détection et la localisation très spécifiques de biomarqueurs tumoraux.L’excitation multi-photonique des nano-sondes QD570-sdAb anti-CEA a été étudiée, sur coupes d’appendice et de carcinome du côlon humains pour optimiser le rapport signal/auto-fluorescence. L’utilisation du QD comme capteur d’énergie d’excitation dans un modéle de FRET QD-fluorophore organique a été démontré. Un modéle innovant pour une détéction ultra spécifique du CEA sur cellules MC38 CEA par double immunomarquage spécifique pour un transfert d’énergie résonnant entre QD et Alexa Fluor à été mis en oeuvre.Les résutats montrent l’intérêt de l’excitation multi-photonique par rapport à l’excitation à 458,9 nm pour la discrimination et l’optimisation du rapport signal/auto-fluorescence. Il est 40 fois supérieur en excitation à 800 nm qu’à 458,9 nm sur les coupes étudiées.L’utilisation des conjugués QD556-sdAb anti-CEA et d’un anticorps monoclonal permet un double immunomarquage du CEA membranaire sur cellules MC38 CEA. L’utilisation du QD comme nano-capteur d’énergie d’excitation multi-photonique permet une séléctivité d’excitation et un FRET entre QD et Alexa Fluor. Ce schéma permet une détéction spectrale aisée du FRET et une localisation très spécifique et sensible du CEA membranaire. Ceci est conforté par la diminution du temps de déclin du QD556 donneur d’énergie non radiative.

The QD-sdAbs conjugates are nano-sensors that combine a quantum dot (QD) and single domain antibodies (sdAbs). These fluorescent nanoprobes allow immunostaining on tissue sections and cells. The objective of this work is to show the interest of the multi-photon excitation for the detection and highly specific location of tumor biomarkers.Multi-photon excitation of anti CEA QD570-sdAb nanoprobes was investigated on human appendix and colon carcinoma slides for specifical detection and an optimization of the signal/auto-fluorescence emission ratio. The use of QD as excitation energy sensor for a QD-organic fluorophore FRET model has been shown. An innovative model for ultra-specific detection of CEA on MC38 CEA membrane cells by double immunostaining for a resonant energy transfer between QD and Alexa Fluor has been implemented.Our results shows the great interest of the multi-photon excitation compared to 458.9 nm excitation for discrimination and optimization of the signal / autofluorescence. It is 40 times higher at 800 nm two photon excitation has 458.9 nm one photon excitation on the studied sections.The use of conjugated QD556-sdAb anti-CEA and a conventional monoclonal antibody allows a double immunostaining on CEA on MC38 CEA membrane cells. The QD is use as multi-photon excitation energy nano-sensor enables an excitation selectivity and FRET between QD and Alexa Fluor. This configuration enables easy spectral detection of FRET and a very specific and sensitive location of membrane CEA. This is reinforced by the decrease in decay time of QD556 as donor of non radiative energy.