Sondes luminescentes et biocompatibles pour l’imagerie et l’inhibition du cancer

Biocompatible luminescent probes for imaging and inhibition of cancer

• Auteur / Autrice : Joan Goetz
• Direction : Loïc Charbonnière, Gary K.L. Wong
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 26/04/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Hong Kong Baptist University
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Tillement
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aline Nonat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christelle Gateau, Niko Hildebrandt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Théranostique

Marqueurs tumoraux

Sondes moléculaires

Luminescence

Nanoparticules

Mots clés libres

Cancer

Lanthanide (III)

Transfert d’énergie

Imagerie

Porphyrine

Cancer

Nanoparticles

Lanthanide (III)

Energy transfer

Imaging

Porphyrin

Résumé

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre Hong Kong Baptist University (Dr. Gary K-L Wong) et le Laboratoire d'Ingénierie Moléculaire Appliquée à l'Analyse (LIMAA - Dr. Loïc Charbonnière) financé par la région Alsace afin de synthétiser des nouvelles nanosondes pour la détection, l’imagerie et le traitement du cancer. Le premier travail a été de synthétiser des nouvelles nanoparticules ultrabrillantes hybrides. Elles ont été obtenues à partir d’un noyau La0.9Tb0.1F3 et recouvertes de différents ligands. Grâce au mécanisme d’effet d’antenne, la brillance des nanoparticules a été considérablement améliorée. Le deuxième travail a été de synthétiser un nouveau ligand pour photosensibiliser les nanoparticules La0.90Eu0.1F3 hydrosolubles afin d’améliorer l’émission de l’europium. Un second ligand et des nouvelles nanoparticules hétérométalliques ont été synthétisées dans le but de favoriser le transfert d’énergie des ions Tb(III) à la surface des NPs vers les ions Eu(III) dans le noyau des nanoparticules pour obtenir des temps de vie très longs et un rendement quantique exceptionnel en solution aqueuse. Le dernier travail a été de fonctionnaliser des nanoparticules de g-C3N4 (graphitic-carbon nitride) par des porphyrines. Les porphyrines ont été synthétisées pour générer de l’oxygène singulet (1O2), pour accueillir un ion Ga3+ dans sa cavité et deux espaceurs différents pour être couplés aux nanoparticules. Ce système a pour objectif d’être sensible au pH, être un agent théranostique pour l’imagerie TEP et la thérapie PDT.

This joint PhD program is part of a collaboration between Hong Kong Baptist University (Dr. Gary K-L Wong) and Laboratoire d'Ingénierie Moléculaire Appliquée à l'Analyse (LIMAA - Dr. Loïc Charbonnière) funded by the Alsace region to synthesize new nanoprobes for sensing, imaging, and inhibiting cancer diseases. The first work was to synthesize new hybrid ultrabright nanoparticles. They have been obtained from a La0.9Tb0.1F3 core and coated by different ligands. Thanks to a mechanism of antenna effect, the brightness of the nanoparticles has been significantly improved. The second work was to synthesize a new ligand to photosensitize water-soluble La0.90Eu0.1F3 nanoparticles in order to improve the emission of europium. A second ligand and new heterometallic nanoparticles have been synthesized with the aim to promote the energy transfer from Tb(III) ions on the surface of the NPs to Eu(III) ions in the core of the nanoparticles and to get a very long excited-state lifetime and an exceptional quantum yield in aqueous solution. The last work was to functionalize water-soluble graphitic-carbon nitride (g-C3N4) nanoparticles by porphyrins. The porphyrins have been synthesized to generate singlet oxygen (1O2), to host a Ga3+ ion inside their cavity and with two different linkers to be coupled to nanoparticles. This system aims to be a pH sensor, and a PDT and PET theranostic agent.