Développement d'une nanocapsule innovante pour l'imagerie du pancréas endocrine dans le diabète

Development of an innovative nanocapsule for imaging the endocrine pancreas in diabetes

• Auteur / Autrice : Shakila Behzadifar
• Direction : Rabah Boukherroub, Amar Abderrahmani
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Micro-nanosystèmes et capteurs
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : ENGSYS Sciences de l'ingénierie et des systèmes
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie

Mots clés

Mots clés libres

Nanocapsules

Imagerie par résonance magnétique

Diabète

Nanocapsules

Magnetic Resonance Imaging

Diabetes

Résumé

Le diabète est l'une des maladies les plus meurtrières qui devrait toucher 642 millions de personnes dans le monde d'ici 2040. Le DT1 et le DT2 constituent les formes les plus importantes (> 90 %) de tous les cas diagnostiqués. Le DT1 résulte d'une attaque auto-immune contre les cellules bêta pancréatiques, provoquant une perte progressive de ces cellules. Il n'existe pas de traitement préventif ou curatif adéquat. Les patients atteints de DT1 n'ont plus qu'environ 10 à 50 % de masse de cellules bêta (BCM) au moment du diagnostic de la maladie, et ces cellules sont progressivement perdues après l'apparition de la maladie. Cependant, ces estimations proviennent principalement des résultats de l'autopsie, et le taux de perte de BCM au cours de leur vie et de leur maladie n'est pas encore clair. Dans le DT2, la fonction des cellules bêta se détériore mais une baisse progressive du BCM (-30 à -50 %) dans la maladie à long terme s'ensuit au fil des ans, conduisant à une glycémie incontrôlée et finalement à un traitement invasif (injection d'insuline). Dans le DT2, une prescription inadéquate de médicaments antidiabétiques est à l'origine d'un échec thérapeutique et d'une aggravation de la maladie. Le manque d'informations sur l'étendue de la perte de BCM empêche les cliniciens de prescrire et/ou d'alterner les médicaments appropriés parmi les quatre classes de médicaments antidiabétiques actuels. La disponibilité d'outils d'imagerie non invasifs permettant de surveiller le moment exact et l'ampleur de la perte de BCM reste un défi majeur dans le DT1 et le DT2. Actuellement, le BCM est quantifié de manière insaisissable à l'aide de marqueurs plasmatiques (par exemple, le peptide c en réponse au défi du glucose), qui sont relativement simples et bon marché, mais la lecture est un amalgame de BCM, de la fonction des cellules bêta et du métabolisme en aval. L'évaluation indépendante et directe du BCM représente un besoin scientifique et médical urgent. Le présent projet concerne le développement de nanocapsules à base de lipides fonctionnalisés portant du Mn2+ chélaté pour l'imagerie par résonance magnétique (IRM) non invasive des cellules des îlots pancréatiques à appliquer à des fins biomédicales et pharmaceutiques. Ce travail interdisciplinaire sera mené en collaboration avec l'Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) – Strasbourg et le Centre de Biophysique Moléculaire – Orléans.

Diabetes is one of the deadliest diseases expected to affect 642 million people worldwide by 2040. T1D and T2D constitute the most prominent forms (>90%) of all diagnosed cases. T1D results from an autoimmune attack against pancreatic beta cells, provoking progressive loss of these cells. No adequate preventive or curative therapy exists. T1D patients have only ~10 to 50% Beta cell mass (BCM) remaining at disease diagnosis, and these cells are progressively lost after disease onset. However, these estimations are mostly from necropsy findings, and the rate of BCM loss during the course of their life and disease is not clear yet. In T2D, beta cell function deteriorates but a progressive decline of BCM (-30 to -50%) in long-term disease ensues over years, leading to uncontrolled glycemia and ultimately to invasive treatment (insulin injection). In T2D, inadequate prescription of antidiabetic medicines accounts for treatment failure and disease aggravation. The lack of information on the extent of BCM loss prevents clinicians from prescribing and/or alternating appropriate drugs among the four current antidiabetic medicine classes. The availability of non-invasive imaging tools enabling to monitor the exact timing and magnitude of BCM loss remains a key challenge in T1D and T2D. Currently, BCM is elusively quantified using plasma markers (e.g. c-peptide as response to glucose challenge), which are relatively simple and cheap, but the readout is an amalgam of BCM, beta-cell function and downstream metabolism. Independent and direct assessment of BCM represent an urgent scientific and medical need. The present project concerns the development of functionalized lipid-based nanocapsules carrying chelated Mn2+ for non-invasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) of pancreatic islet cells to be applied for biomedical and pharmaceutical purpose. This interdisciplinary work will be carried out in collaboration with the “Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC) – Strasbourg and the Centre de Biophysique Moléculaire – Orléans.