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Theses Year : 2006

Investigation of photosensitizer 5,10, 15, 20-meta-tetra(hydroxenyl)chlorin interactions with plasma proteins and cells

Etude des interactions du photosensibilisant méta-tétra(hydroxyphényl)chlorine avec les protéines de plasma et les cellules

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1
Siarhei Sasnouski
  • Function : Author
  • PersonId : 757109
  • IdRef : 121023907

Abstract

The investigation of the influence of mTHPC distribution in tumor, plasma and leukocytes on PDT response shows that photosensitizer accumulation in leukocytes exhibits a good correlation with PDT efficacy. This result suggests that leukocytes could play an important role in the mechanism of PDT-induced vascular damage.The study of mTHPC monomerisation in the course of interactions with plasma proteins demonstrates slow rate of disaggregation kinetics. The fraction of aggregated mTHPC at equilibrium and sensitizer disaggregation rates strongly depends on protein content and incubation temperature. The data obtained show that in aqueous media mTHPC forms free large-scale aggregates with strong interaction between sensitizer molecules. Kinetic analysis demonstrates that mTHPC is characterized by very slow redistribution rates from the complexes with plasma proteins. Low redistribution rates as compared to other sensitizers are consistent with the unique binding properties of mTHPC. The existence of both collisional and aqueous mediated transfer of mTHPC was supposed. Confocal microscopy study reveals diffuse mTHPC localization pattern at 3h and formation of highly fluorescent spots of sensitizer at 24h incubation in MCF-7 cells. The parameters of sensitizer absorption, fluorescence lifetime and photobleaching have shown that at 24h incubation mTHPC is much more aggregated compared to 3h. The yield of cellular photoinactivation is about 2 times higher for 3h time point. Such difference is attributed to different sensitizer aggregation states and interactions with cellular components. Theoretical and spectroscopic study of mTHPC, mTHPP and mTHPBC allowed us to define their aggregates structure in aqueous media. For this purpose new quantum mechanic semi-empirical method was developed on the basis of which the spectral shifts in different solvents were calculated. mTHPC and mTHPP form linear dimers in aqueous media, whereas mTHPBC form zigzag dimers.
L'étude de l'influence des pharmacocinétiques de la mTHPC dans la tumeur, le plasma et les leucocytes sur la réponse à la PDT a montré que l'accumulation du photo sensibilisant dans les leucocytes exhibaient une bonne corrélation avec l'efficacité de la PDT. Ces résultats suggèrent que les leucocytes pourraient jouer un rôle important dans le mécanisme de la PDT induisant des dommages vasculaires. L'étude de la monomérisation de la mTHPC au cours des interactions avec des protéines plasmatiques démontrent un taux lent de cinétique de désagrégation. La fraction de mTHPC agrégée à l'équilibre et le taux de désagrégation du photosensibilisant dépendent fortement de la teneur en protéines et de la température d'incubation. Les résultats ont démontré la formation d'agrégats libres à grande échelle avec une interaction forte entre les molécules du photosensibilisant. L'analyse cinétique démontre que la mTHPC est caractérisée par des taux très lents de redistribution depuis les complexes avec les protéines plasmatiques. Les faibles taux de redistribution de la mTHPC comparés aux autres photosensibilisants correspondent aux propriétés de liaisons uniques de la mTHPC. L'existence à la fois du transfert de la mTHPC par collision et par milieu aqueux a été supposée. L'étude en microscopie confocale indique des modèles de localisation diffus de la mTHPC à 3h et la formation de taches fortement fluorescentes du photosensibilisant à 24h d'incubation dans des cellules MCF. Les paramètres d'absorption, de temps de durée de vie de fluorescence et de photoblanchiment ont montré qu'à 24h d'incubation la mTHPC est beaucoup plus agrégée qu'à 3h. Le rendement de photoinactivation des cellules est environ 2 fois plus important pour le point à 3h. Une telle différence est attribuée à l'effet des différents états d'agrégation du photosensibilisant et aux interactions avec les composants cellulaires. L'étude théorique et spectroscopique de la mTHPC, la mTHPP et la mTHPBC nous a permis de définir leur structure agrégée dans des milieux aqueux À cette fin, nous avons développé une méthode semi-empirique de mécanique quantique basée sur le calcul des variations spectrales dans différents solvants. La mTHPC et la mTHPP forment des dimères linaires dans les millieux aqueux, tandis que la mTHPBC forme des dimères zigzag.
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Dates and versions

tel-01747002 , version 1 (29-03-2018)

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  • HAL Id : tel-01747002 , version 1

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Cite

Siarhei Sasnouski. Etude des interactions du photosensibilisant méta-tétra(hydroxyphényl)chlorine avec les protéines de plasma et les cellules. Biotechnologies. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2006. Français. ⟨NNT : 2006NAN10247⟩. ⟨tel-01747002⟩
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