Accepteur de fluorure à base de silicium (SiFA) sur supports solides : un nouvel outil polyvalent pour la fluoration au fluor-18 de dérivés de molécules biologiques

Silicon-based Fluoride Acceptor (SiFA) on solid supports : a new versatile tool for 18F-fluorination of derivatives of biological structures

• Auteur / Autrice : Marine Steffann
• Direction : Éric Fouquet, Philippe Hermange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Organique
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Moléculaires (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Barthélémy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : François-Xavier Felpin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Langle, Victor Goncalves

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomolécules

Tomographie par émission

Fluoration

Cellules sanguines -- Radiomarquage

Mots clés libres

Radiomarquage

Fluoration

Imagerie TEP

Biomolécules

Radiotraceur

Support solide

Radiotracer

Biomolecule

PET scan

Radiolabeling

Fluorination

Solid support

Résumé

La Tomographie par Emission de Positrons (TEP) est une technique d'imagerie de choix pour localiser et évaluer les pharmacodynamiques de biomarqueurs pour divers pathologies. Le radioisotope le plus utilisé est le fluor-18, et celui-ci possède un temps de demi-vie relativement court (109,8 min) ce qui impose une contrainte importante sur les radiosynthèses. De plus, les radiomarquages au [18F]F- existants nécessitent pour la plupart un environnement anhydre, des conditions dures et des températures élevées qui ne sont généralement pas compatibles avec les biomolécules tel que les peptides et les nanobodies. De plus, la purification des radiosynthons implique très majoritairement des HPLC préparatives relativement longues. Dans ce contexte, un radiomarquage rapide, efficace et généralisable dans des conditions douces a été mis au point utilisant un accepteur de fluorure à base de silicium sur support solide. Le radiotraceur est clivé du support solide directement par la réaction de fluoration, permettant ainsi de faciliter l’étape de purification. La radiosynthèse a également pu être automatisée et la diversification des structures des biomolécules a pu être effectuée en dernière étape par chimie ‘’click’’ de type CuAAC. Enfin, différentes approches ont été explorées pour aider à l’évaluation de l’efficacité des traitements en immuno-oncologie, comme par exemple le radiomarquage indirect de nanobodies, le radiomarquage direct d’un ligand de la Granzyme B ou le développement de nouvelles sondes bimodales TEP/IO.

Positron Emission Tomography (PET) is an imaging technique that is used to localize biomarkers and evaluate their pharmacodynamics for various diseases. The most common isotope used for PET is fluorine-18, but it has a short half-life of 109.8 min that requires to label the target molecule as fast as possible. Moreover, common methods for 18F-radiolabelling often need anhydrous environment, strongly basic conditions and high temperatures. These conditions are not compatible with biological molecules such as peptides or nanobodies. Moreover, their purification often implies time-consuming preparative HPLC. In this context, a fast, efficient and generalizable radiolabeling method in mild conditions has been developed using a Silicon-based Fluoride Acceptor (SiFA) grafted on a solid support. The radiotracer is concomitantly cleaved from the solid support during the radiolabelling by fluoride-18, which greatly facilitates the purification. The radiosyntheses demonstrated good reproducibilities and was fully automated. This system showed a good versatility, as structure diversification was achieved by coupling directly various biomolecules derivatives to a common supported precursor by CuAAc click-chemistry. In addition, different approaches were explored to help the evaluation of immuno-oncology treatment, such as indirect labelling of nanobodies, direct labelling of a peptide ligand of Granzyme B or developing new probes for TEP/OI bimodal imaging.