Nanosystèmes de dendrimères auto-assemblants innovants pour la bio-imagerie

Innovative self-assembling dendrimer nanosystems for bioimaging

• Auteur / Autrice : Ling Ding
• Direction : Monique Bernard, Ling Peng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Oncologie
• Date : Soutenance le 30/11/2020
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille (CINAM)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de résonance magnétique biologique et médicale (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Fagès
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ling Peng, Stefania Scala
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Eva Jakab-Toth, Nathalie Mignet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cancer -- Diagnostic

Nanotechnologie

Médecine nucléaire

Résonance magnétique

Mots clés libres

Nanosondes de bioimagerie

Diagnostique du cancer

Dendrimère

Imagerie par résonance magnétique

Imagerie de médecine nucléaire

Bioimaging nanoprobes

Cancer diagnostic

Dendrimer

Magnetic resonance imaging

Nuclear medicine imaging

Résumé

La bioimagerie fondée sur les nanotechnologies présente les avantages uniques d'augmenter la sensibilité, la précision et la spécificité de l'imagerie tout en réduisant la toxicité. En effet, les nanosystèmes sont capables de transporter une grande quantité de sondes d'imagerie avec une capacité de ciblage, améliorant ainsi considérablement les résultats de l'imagerie tout en évitant les effets indésirables. Les dendrimères sont des nano-transporteurs idéaux pour les agents d'imagerie en raison de leur structure unique bien définie et de leur coopérativité multivalente. Dans cette thèse de doctorat, nous avons développé des nanosystèmes de dendrimères supramoléculaires auto-assemblés porteurs d'agents fonctionnels pour une imagerie efficace et spécifique des tumeurs, en utilisant notamment des radionucléides pour la tomographie par émission de positons (TEP) et la tomographie par émission monophotonique (SPECT), et des agents de contraste pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Les nanosystèmes de dendrimères établis se sont montrés très prometteurs pour cibler spécifiquement les lésions tumorales, augmentant considérablement la qualité de l'imagerie, tout en réduisant considérablement les effets indésirables grâce à la structure multivalente du dendrimère et à la perméabilité accrue et la rétention ( EPR ) effet du microenvironnement tumoral. En outre, nos nano-systèmes de dendrimères supramoléculaires auto-assemblés sont modulaires et adaptatifs, offrant de nouvelles perspectives en matière de diagnostic et de médecine personnalisée guidée par l'image.

Nanotechnology-based bioimaging is endowed with unique advantages of increasing imaging sensitivity, precision and specificity while reducing toxicity. This is because nanosystems are able to carry large amount of imaging reporters with the targeting ability, hence significantly improving imaging outcome while avoiding adverse effect. Dendrimers are ideal nanocarriers for imaging agents by virtue of their uniquely well-defined structure and multivalent cooperativity. In this PhD thesis, we have developed self-assembling supramolecular dendrimer nanosystems carrying functional agents for effective and specific imaging of tumors, in particular, using radionuclides for positron emission tomography (PET) and single photon emission computed tomography (SPECT), and contrast agents for magnetic resonance (MR) imaging. The established dendrimer nanosystems showed great promise in specifically targeting the tumor lesions, significantly increasing the imaging quality, yet considerably reducing adverse effects thanks to the multivalent structure of dendrimer and the “enhanced permeability and retention” (EPR) effect of tumor microenvironment. Also, our self-assembling supramolecular dendrimer nanosystems are modular and adaptive, providing new perspectives in diagnosis and image-guided personalized medicine.