Vectorization of biomolecules for cancer diagnosis and therapy
Vectorisation de biomolécules pour l'imagerie et la thérapie des cancers
Résumé
Early and accurate detection of tumors, as well as the development of targeted-treatments are major field of research in oncology. The generation of specific vectors, capable of addressing a drug or a contrast agent to the primary tumor site as well as in the remote (micro-) metastasis would be thus a major asset for early diagnosis and cancer therapy. In this double goal of diagnosis and therapy, nanoparticles emerged as promising candidates for the establishment of therapeutic protocols, including targeting, diagnosis with optical imaging techniques and cancer therapy. In this context, our laboratory developed 2D and 3D optical imaging devices, designed for small animal imaging, to enable the long term non-invasive follow-up of the in vivo biodistribution of fluorescent probes and nanoparticles. The characterization of the behavior of different nanoparticles (lipidic nanocapsules, gadolinium oxide nanoparticles and gold nanoparticles) with various surface functionalizations was carried out in vitro and in vivo on different tumor models. The results show the influence of the functionalization and the size of nanoparticles on their in vivo biodistribution and on their way of elimination. On the other hand, the functionalization of the nanoparticles by the RGD motif allows a specific targeting of cells expressing the alpha v beta 3 integrin in vitro and improves the in vivo accumulation in tumors.
Le diagnostic précis et précoce des tumeurs, ainsi que le développement de thérapies ciblées sont deux axes principaux de recherche en cancérologie. La génération de vecteurs spécifiques capables d'adresser un agent de contraste et/ou un médicament au niveau de la tumeur primaire et des métastases serait un atout majeur pour le diagnostic précoce et la thérapie des cancers. Dans une double optique de diagnostic et de thérapie, les nanoparticules sont apparues comme des candidats prometteurs pour la mise en place de protocoles thérapeutiques incluant le ciblage de la tumeur, son diagnostic par des techniques d'imagerie optique, ainsi que sa thérapie. Dans ce contexte notre laboratoire développe des appareils d'imagerie optique du petit animal (2D et 3D), afin de permettre le suivi de la biodistribution à long terme et de manière non invasive de sondes fluorescentes et de nanoparticules in vivo. La caractérisation du comportement de différentes nanoparticules (nanocapsules lipidiques, nanoparticules d'oxyde de Gadolinium et nanoparticules d'or) présentant différentes fonctionnalisations de surface a été réalisée in vitro et in vivo sur différents modèles tumoraux. Les résultats obtenus montrent l'influence de la fonctionnalisation et de la taille des nanoparticules sur leur biodistribution in vivo et sur leur voie d'élimination. D'autre part, la fonctionnalisation des nanoparticules par le motif RGD permet le ciblage spécifique des cellules exprimant l'intégrine alpha v beta3 in vitro et améliore l'accumulation tumorale in vivo.