Applications de la chimie bio-orthogonale au radiomarquage de vecteurs immunologiques à l’iode et à l’astate pour l’oncologie nucléaire

Applications of bioorthogonal chemistry to the radiolabeling of immunological vectors with iodine and astatine for nuclear oncology

• Auteur / Autrice : Laurent Navarro
• Direction : Jean-François Gestin, Frédéric Pecorari
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, Radiochimie
• Date : Soutenance le 12/12/2018
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Biologie-Santé (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Cécile Perrio
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Marie-Claude Viaud-Massuard, Bertrand Kühnast, François Guérard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules sanguines -- Radiomarquage

Chimie clinique -- Laboratoires

Médecine nucléaire

Cancérologie

Mots clés libres

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Résumé

Les radiohalogènes lourds sont de plus en plus étudiés dans le domaine de la médecine nucléaire, que ce soit en imagerie (radio-isotopes de l’iode) ou bien en thérapie vectorisée avec l’astate-211. Cependant, les méthodes actuelles visant à coupler ces radionucléides sur des vecteurs immunologiques présentent de faibles rendements et des sites de fixation aléatoires pouvant freiner leur transfert vers des applications cliniques. Dans le but de s’affranchir de ces limites, de nouvelles approches de radiomarquage basées sur la chimie bio-orthogonale ont été étudiées pour améliorer le procédé de couplage de ces radio-isotopes. La première partie de cette thèse présente l’étude comparative entre différents systèmes bio-orthogonaux afin d’identifier les plus adaptés au marquage d’anticorps aux halogènes lourds. Pour cela, un ensemble de précurseurs portant des fonctions clickables ont été conçus et radiomarqués à l’I-125 et à l’At-211.Les cinétiques de conjugaison ont été étudiées sur des peptides modèles munis de fonctions clickables complémentaires à celles présentent sur les précurseurs radiomarqués. Une seconde partie concerne le développement de nouveaux vecteurs immunologiques à site unique de radiomarquage par chimie bio-orthogonale. Un linker trifonctionnel muni d’une fonction de radiomarquage clickable a été développé. Il permit de coupler deux protéines, résultant en un nouveau vecteur possédant un site contrôlé de radiomarquage. Les résultats obtenus offrent de nouvelles perspectives dans le développement de vecteurs radiomarqués pour l’oncologie nucléaire.

Heavy radiohalogens are increasingly studied in the field of nuclear medicine, whether for imaging (iodine radioisotopes) or for targeted radiotherapy with astatine-211. However, current methods for coupling these radionuclides to immunological vectors lead to low yields and random binding sites that can slow down transfer to clinical applications. In order to overcome these limitations, new radiolabeling approaches based on bioorthogonal chemistry have been studied to improve the coupling process of these radioisotopes. The first part of this thesis details the comparative study between different bioorthogonal systems in order to identify the most suitable for antibodies labeling with heavy halogens. In that aim, a set of precursors with clickable functions were designed and radiolabeled with I-125 and At-211.Conjugation kinetics were studied on model peptides bearing clickable functions complementary to those present on the radiolabeled precursors. The second part concerns the development of new immunological vectors with single radiolabeling site using bioorthogonal chemistry. A trifunctional linker with a clickable radiolabeling function has been developed allowing two proteins to be coupled, resulting in a new vector with a controlled radiolabeling site. The results obtained offer new perspectives in the development of radiolabeled vectors in nuclear oncology.