Développement de nano-assemblages hybrides à multi-coeur magnétique dans une matrice de curcumine 4-arylidène pour des applications biomédicales

Development of hybrid nano-assemblies of magnetic multi-core inside an organic matrix of curcumin 4-arylidene for biological applications

• Auteur / Autrice : Marina Coupeau
• Direction : Lénaïc Lartigue, Lénaïc Lartigue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie organique, minérale, industrielle
• Date : Soutenance le 29/03/2022
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie Et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Joulia Larionova
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Gazeau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Legrand, Nadine Millot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules magnétiques

Curcumine

Mots clés libres

Dérivés 4-arylidène

Hyperthermie liquide magnétique

Résumé

L’hyperthermie liquide magnétique est une technique médicale utilisée pour le traitement de pathologies cancéreuses. Cette technique repose sur la capacité de chauffage de particules magnétiques sous l’effet d’un champ magnétique alternatif. Cependant, l’utilisation de forte concentration de nanoparticules sans interactions les unes avec les autres, entrainent des résultats peu satisfaisants et des problèmes de toxicité. Dans ce manuscrit, nous nous sommes intéressés au développement de nano-assemblages hybrides composés d’une matrice organique encapsulant un coeur de nanoparticules magnétiques. La curcumine, molécule naturelle, connue pour ses propriétés thérapeutiques a été choisie comme matrice organique. Cependant, sa faible hydrophobicité limite son auto-organisation en nanoparticules. Une famille de dérivés 4-arylidène de la curcumine à hydrophobicité variable a donc été synthétisée. Parallèlement, une méthodologie a été mise en place pour la synthèse de nanoparticules magnétiques à forte anisotropie (cubes, bâtonnets et plaquettes hexagonales). La « flash-nanoprécipitation » de ces composés entraine la formation de nano-assemblages hybrides où les nanoparticules magnétiques présentent une forte proximité spatiale. Des interactions magnétiques sont générées, permettant de modifier leurs propriétés de chauffage. La bioconjugaison de molécules biologiques d’intérêt à la surface des nano-assemblages permet la reconnaissance et le ciblage spécifique d’entités biologiques pour le traitement de maladies auto-immunes.

Liquid magnetic hyperthermia is a therapeutic procedure used for the treatment of several cancer. This technic is based on the heating capacity of magnetic nanoparticles under an alternative magnetic field. However, the use of high concentration of magnetic nanoparticles, without interactions with each other, leads to unsatisfactory results and toxicity issue. In this manuscript, we developed hybrid nano-assemblies composed of magnetic multi-core inside an organic matrix. Curcumin, a natural compound known for its therapeutic properties, was chosen as organic matrix. However, its relatively poor hydrophobicity limits its self-organization to form stable nanoparticles. A new family of curcumin 4-arylidene derivatives was synthesized. Simultaneously, a methodology was developped to synthesize magnetic nanoparticules with high anisotropy (cubes, rods and hexagonal nanoplates). Flash-nanoprecipitation of these compounds allow the formation of hybrid nano-assemblies where magnetic nanoparticles present a close spatial proximity. Magnetic interactions are generated, enabling modification of the heat properties. Bioconjugation of biological molecule of interest grafted on the surface of nano-assemblies allows the recognition and the specifing targeting of biological species for the treatment of auto-immune deseases.