Nanosondes hybrides luminescentes: vers la détection précoce du cancer de la prostate.

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1 Journée de formation aux nanotechnologies - 20 fév Nanosondes hybrides luminescentes: vers la détection précoce du cancer de la prostate. Pierre Adumeau ANR Hybiotag (R. Mahiou)

2 Cancer de la prostate Cancer le plus fréquent chez l homme 2 eme cancer en nombre de décès par an Surexpression de la PSMA: protéine membranaire de la prostate 2

3 Objectif Synthèse de nanoparticules luminescentes permettant la détection précoce du cancer de la prostate hν 1 hν 2 1. Complexe organique luminescent Bon rendement de luminescence Longueur d onde adaptée EncapsulaFon dans des NPs Espaceur Vecteur PSMA 2. NPs Sphériques Taille contrôlée < 50 nm 3. Vecteur Forte affinité pour la PSMA 4. Espaceur BiocompaFbilité Flexibilité 3

4 Luminophores: complexes de lanthanides Métaux Comportement quasi constant pour toute la série Coordinence 8/9, d oxydafon +3 4

5 Luminophores: complexes de lanthanides Ln: coefficient d absorpfon faible ExcitaFon UV ( nm) Émission Eu 3+ à 620 nm Tb 3+ à 545 nm E Transfert d énergie intramoléculaire Ln 3+ Complexe de Ln Ligand Ln 3+ Effet d antenne 5

6 Luminescence des Ln - Bandes d émission étroites Spectre d émission de Eu 3+ - Intensité de luminescence élevées exc. em. - Déplacements de Stokes importants UV Vis excitafon- détecfon λ - Déclin de luminescence long Spectrofluorimétrie résolue dans le temps I Luminescence du Ln Luminescence des Fssus ns 1 ms t 6

7 Optique multiphotonique - Possibilité d absorpfon mulfphotonique (2, 3 photons) E Ligand ExcitaFon proche infra- rouge Ln em. exc. - Moins invasif pour les Fssus - Plus pénétrant IR λ Visible 1 photon 2 photons > 7

8 Complexes de Ln Antenne - Préparés par chimie click - Variété de groupements R Ln 3+ - ModulaFon des propriétés de luminescence en foncfon du groupement R Ln = Eu, Tb 8

9 Formation des complexes > Complexes de Tb et Eu sous irradiafon UV 9 9

10 Proprietés optiques des complexes Eu 3+ Tb 3+ λ exc = 375 nm λ exc = 338 nm Spectres d emission: T = 300 K T = 300 K Spectres d excitafon: Eu 3+ Intensité (u.a.) λ em = 616 nm T = 300 K Intensité (u.a.) λ em = 616 nm T = 300 K Longueur d'onde (nm) Longueur d'onde (nm) 10

11 Nanohybrides Silice + complexe de lanthanide luminescent - Resistance mécanique- thermique - Resistance en milieu biologique - Proprietés de luminescence EncapsulaFon 11

12 Synthèse de nanoparticules Synthèse par microémulsion inverse Sol- Gel TensioacFf Eau AddiFon de TEOS et d ammoniaque Cyclohexane NPs mono- disperses Diamètre moyen :20nm 12

13 Synthèse des hybrides + Microémulsion: Cyclohexane TEOS Ammoniaque TensioacFf NPs sous UV (254nm) NPs avec complexe de Tb NPs avec complexe de Eu Microscopie électronique 13

14 Fonctionnalisation des NPs + Espaceur: PEG - polyethyleneglycol Espaceur Espaceur VECTEUR VECTEUR Espaceur > 14

15 Vectorisation Substrat naturel de la PSMA: N- acetyl- aspartyl- glutamate (NAAG) Vecteurs: analogues du NAAG pour le ciblage de la PSMA. Type de structures envisagées: Vecteur décrit dans la linérature Candidats sélecfonnés par modélisafon moléculaire 15

16 Conclusions et perspectives Nanoparticules de silice mono-disperses synthétisées par la méthode de microémulsion inverse. Synthèse de nombreux ligands dérivés du DPA par chimie click, et évaluation de leurs propriétés optiques. Encapsulation de complexes de lanthanide dans les nanoparticules de silice, et fonctionnalisation de la surface pour le greffage de vecteur. Tests biologiques en cours pour l évaluation de la cytotoxicité et de la pénétration cellulaire des nanoparticules. Plusieurs molécules candidates pour la vectorisation ont été sélectionnées par modélisation. 16

17 Remerciements MI D. Boyer R. Mahiou ICCF SEESIB J.L. Canet A. GauFer L. Nauton, V. Théry T. Gefflaut C. Gaillard N. Candelon GReD L. Morel Cédric Hesling CEA 17

18 Greffage espaceur Espaceur: PEG - polyethyleneglycol VECTEUR VECTEUR Espaceur Vecteur 18