Ιmagerie mοléculaire utilisant des micrοparticules d'οxyde de fer pοur la détectiοn de l'inflammatiοn cardiaque (par Ιmagerie par Résοnance Μagnétique) et de l'inflammatiοn pulmοnaire (par Ιmagerie à Ρarticules Μagnétiques - ΙΡΜ οu ΜΡΙ)

Molecular imaging using iron oxide microparticles for detecting cardiac inflammation (via Magnetic Resonance Imaging) and pulmonary inflammation (via Magnetic Particle Imaging - MPI).

• Auteur / Autrice : Swannie Pedron
• Direction : Paul Milliez, Thomas Bonnard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 27/11/2024
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physiopathologie et imagerie des troubles neurologiques (Caen ; 2017-....)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement co-accrédité : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Denis Vivien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Vivien, Catherine Lemarié, Axel Montagne, Jean-Nicolas Dacher, Eva Jakab-Toth
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Lemarié, Axel Montagne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie par particules magnétiques

Imagerie par résonance magnétique

VCAM-1

Nanoparticules d'oxyde de fer

Pneumonie

Myocardite

Mots clés libres

Microparticules de fer

Inflammation

Vcam-1

Magnetic resonance imaging

Micro-sized particles of iron oxide

Magnetic article imaging

Myocarditis

Lungs

Résumé

Les méthodes d'imagerie classiques comme l'IRM cardiaque et le scanner thoracique sont couramment utilisées pour le diagnostic des maladies cardiovasculaires et pulmonaires. Cependant, elles ne permettent que l’identification des retentissements fonctionnels et anatomiques, et la détection de la composante inflammatoire impliquée dans ces pathologies reste perfectible. Dans ces travaux de thèse, nous développons une nouvelle approche d’imagerie moléculaire appelée « immuno-IRM », qui cible les molécules d'adhésion endothéliales impliquées dans le recrutement des leucocytes vers les sites inflammatoires. En utilisant des microparticules d’oxyde de fer conjuguées à un anticorps VCAM-1 (MPIO@αVCAM-1), nous avons évalué la capacité de l’immuno-IRM à détecter in vivo et de manière spécifique l’inflammation cardiaque dans des modèles animaux de dysfonction cardiaque septique et de myocardite auto-immune expérimentale (EAM). Nous comparons notamment l’efficacité de l’immuno-IRM pour révéler l’inflammation cardiaque par rapport au rehaussement tardif au gadolinium, utilisé en clinique et considéré comme la méthode de référence (« gold standard ») pour le diagnostic de la myocardite. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous avons développé l’utilisation d’un nouvel appareil d’imagerie appelé « Imagerie à Particules Magnétiques » (IPM), qui repose sur la détection de particules d’oxyde de fer pour créer des images corps entier, sans utiliser de rayonnements ionisants. À travers des modèles de sepsis et de maladie respiratoire infectieuse, nous avons montré que l’IPM couplée à l’utilisation de MPIO@αVCAM-1 était un outil rapide, sensible et non invasif permettant la détection de l’inflammation pulmonaire. Nos données apportent les premiers éléments permettant d’envisager, à terme, l’application de l’immuno-IRM et de l’IPM pour le diagnostic de pathologies inflammatoires cardiaques et pulmonaires.

Conventional imaging methods such as cardiac MRI and thoracic CT scans are commonly used for diagnosing cardiovascular and pulmonary diseases. However, they only identify functional and anatomical abnormalities, and detecting the inflammatory component involved in these pathologies remains challenging. In this thesis, we develop a new molecular imaging approach called ''immunoMRI,'' which targets endothelial adhesion molecules involved in recruiting leukocytes to inflammatory sites. Using iron oxide microparticles conjugated with a VCAM-1 antibody (MPIO@αVCAM-1), we assessed the ability of immuno-MRI to specifically detect cardiac inflammation in vivo in animal models of septic cardiac dysfunction and experimental autoimmune myocarditis (EAM). We also compared the effectiveness of immuno-MRI in detecting cardiac inflammation to late gadolinium enhancement, which is used in clinical practice and considered the gold standard for myocarditis diagnosis. In the second part of this work, we developed the use of a new imaging device called ''Magnetic Particle Imaging'' (MPI), which detects iron oxide particles to create whole-body images without using ionizing radiation. Through models of sepsis and infectious respiratory disease, we demonstrated that MPI coupled with MPIO@αVCAM-1 is a rapid, sensitive, and non-invasive tool for detecting pulmonary inflammation. Our data provide the first evidence suggesting the potential future application of immuno-MRI and MPI for diagnosing inflammatory cardiac and pulmonary conditions.