Élaboration de nanoparticules adressées pour une thérapie photodynamique anti-cancéreuse activée par rayons X - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2022

Development of nanoparticles addressed for X-ray activated anti-cancer photodynamic therapy

Élaboration de nanoparticules adressées pour une thérapie photodynamique anti-cancéreuse activée par rayons X

Abstract

Cancer therapies (radiotherapy, chemotherapy, etc.), although very effective, have side effects. Today, photodynamic therapy (PDT) represents a real option in the world of cancer therapy. Under the action of light, a photo-activatable molecule called a photosensitizer is able to transfer its energy to the surrounding oxygen to induce the formation of reactive oxygen species capable of destroying cancer cells. PDT treatment of some primary and metastatic tumors has shown very encouraging results. The limitations of PDT are the low penetration of light into the tissues and the lack of selectivity of most photosensitizers currently used in the clinic.A relatively new approach, called X-PDT, is to use X-rays instead of UV-visible light to overcome the shallow penetration depth of visible light into tissue. Upon exposure to ionizing X-rays, nanoscintillators transfer their energy to PSs, which are then activated and can initiate PDT action. In this thesis, we have developed nanoscintillators based on AGuIX nanoparticles containing Gadolinium or Terbium chelates. Rose Bengal (RB) was covalently coupled to AGuIX. To specifically target NRP-1, a membrane receptor overexpressed on endothelial cells, a peptide was also coupled (DKPPR or another sequence).The photophysical study of these new nanoparticles allowed us to confirm that there is an energy transfer between the chelated lanthanide and the Rose Bengal under illumination or excitation by X-rays. We have shown that the Rose Bengal produces oxygen singlet capable of destroying cancer cells. The peptide, even coupled to the nanoparticles, retains its ability to target NRP-1.
Les thérapies anticancéreuses (radiothérapie, chimiothérapie, etc.), bien que très performantes, présentent des effets secondaires. Aujourd'hui, la thérapie photodynamique (PDT) représente une véritable option dans le monde de la thérapie contre le cancer. Sous action de la lumière, une molécule photo-activable nommée photosensibilisateur va pouvoir transférer son énergie à l'oxygène environnant pour induire la formation d'espèces réactions de l'oxygène, capables de détruire les cellules cancéreuses. Le traitement par PDT de certaines tumeurs primaires et métastatiques a montré des résultats très encourageants. Les limitations de la PDT sont la faible pénétration de la lumière dans les tissus et le manque de sélectivité de la plupart des photosensibilisateurs actuellement utilisés en clinique.Une approche relativement nouvelle, appelée X-PDT, consiste à utiliser des rayons X au lieu de la lumière UV-visible pour surmonter la faible profondeur de pénétration de la lumière visible dans les tissus. Lors de l'exposition aux rayons X ionisants, les nanoscintillateurs transfèrent leur énergie aux PS, qui sont alors activés et peuvent engendrer une action PDT. Dans cette thèse, nous avons développé des nanoscintillateurs à base de nanoparticules AGuIX contenant des chélates de Gadolinium ou de Terbium. Le Rose Bengale (RB) a été couplé de façon covalente aux AGuIX. Pour cibler spécifiquement NRP-1, récepteur membranaire surexprimé sur les cellules endothéliales, un peptide a également été couplé (DKPPR ou autre séquence).L'étude photophysique de ces nouvelles nanoparticules nous a permis de confirmer qu'il existe un transfert d'énergie entre le lanthanide chélaté et le Rose Bengal sous illumination ou excitation par rayons X. Nous avons montré que le Rose Bengale produit de l'oxygène singulet capable de détruire les cellules cancéreuses. Le peptide, même couplé aux nanoparticules, conserve sa capacité à cibler NRP-1.
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Dates and versions

tel-04095365 , version 1 (11-05-2023)

Identifiers

  • HAL Id : tel-04095365 , version 1

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Cite

Batoul Dhaini. Élaboration de nanoparticules adressées pour une thérapie photodynamique anti-cancéreuse activée par rayons X. Génie des procédés. Université de Lorraine; Université Libanaise, 2022. Français. ⟨NNT : 2022LORR0177⟩. ⟨tel-04095365⟩
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