Réactions photochimiques

ATELIER DE BIPTIQUE 2010 Mécanismes photochimiques d intérêts biologique et médical Daniel Brault Directeur de Recherche au CRS EVRY, France ITRDUCTI Réactions photochimiques Au cœur c de la vie et sources d applications très s nombreuses Les réactions r photochimiques sont d une d importance fondamentale dans l'origine et la préservation de la vie Photosynthèse Photobiologie ydrates de carbone Vision Phototropisme. Couche d ozone stratosphérique (filtre UV) hν (UV) 2 2 + 2 3 1

Applications des réactions r photochimiques Chimie Synthèse organique «fine» Réactions en chaînes initiées par la lumière: Photo-halogénation, photo-polymérisation Photographie Photo-lithographie (imprimerie offset, production de circuit imprimés, ) Biologie moléculaire Médecine 1 ère Partie Absorption de lumière Etats excités électroniques Réactivité photochimique Loi fondamentale Loi de Grotthus-Draper : seule une radiation lumineuse absorbée par un système peut initier une réaction photochimique Energie Domaine efficace de longueur d onde Cependant, une réaction chimique impliquant des ruptures et/ou des réorganisations de liaisons, l énergie doit être suffisante 2

Absorption Excitation d une d molécule par la lumière: Diagramme d éd énergie Etats singulets Energie Fluorescence 10 ns Etat triplet Phosphorescence 1-100 µs Photochimie Etat fondamental Diagramme de Jablonski Peuplement des états excités s de différentes multiplicité Etat excité singulet S 1 Etat excité triplet T 1 Le peuplement direct de l état triplet est interdit Il n est possible qu à partir d un état excité singulet à condition ce dernier et l état triplet possèdent la même énergie pour une géométrie semblable et si un mécanisme favorise un découplage des spins (notamment par couplage spin-orbite) Croisement intersystème Energie Fluorescence Phosphorescence Etat fondamental S 0 La désactivation de l état triplet vers l état fondamental est également interdite La durée de vie de l état triplet est plus longue L émission de phosphorescence est généralement faible Coordonnées moléculaires Le JABL-SKI 3

Mécanismes de photosensibilisation Type I : Transfert d éd électron Réduction Biomolécule (ou molécule exogène) Biomolécule - Seuil d ionisation 0 Photosensibilisateur + I* Etat excité Paire de radicaux libres Energie I Etat fondamental ΔE Photosensibilisateur Le transfert d électron du photosensibilisateur excité vers son partenaire (biomolécule ou molécule exogène) est facilité d une énergie ΔE correspondant à l énergie de l état triplet Mécanismes de photosensibilisation Type I : Transfert d éd électron Seuil d ionisation 0 A Biomolécule (ou molécule exogène) A* Etat excité Biomolécule + xydation Energie Etat fondamental ΔE Paire de radicaux libres Photosensibilisateur - Photosensibilisateur Le gain d énergie lors du transfert d électron d une biomolécule (ou molécule exogène) vers le photosensibilisateur excité est accru d une énergie ΔE correspondant à l énergie de l état triplet Les propriétés d'oxydo-réduction d'une molécule à l'état excité sont exaltées par rapport à celles présentées à l'état fondamental Pouvoir oxydant de photosensibilisateurs à l état excité : Potentiels redox Pour oxyder un partenaire le photosensibilisateur doit avoir un potentiel redox (P/P - ) supérieur à celui-ci E (* 3 P/P - ) Potentiels d oxydation p 7 (vs E) istidine, 1.17 V Tryptophane, 1.03 V Tyrosine, 0.93 V Propofol, 0.93 V Potentiel E (P/P - ) + E T Energie triplet (E T ) TPP ~ 1.46 ev TPC ~ 1.45 ev TPB ~ 1.22 ev *TPP ~ 0.62 V *TPC ~ 0.57 V *TPB ~ 0.36 V Trolox, 0.48 V E (P/P - ) TPP: tetraphenylporphyrin TPC: tetraphenylchlorin TPB: tetraphenylbacteriochlorin TPP - 0.84 V TPC - 0.88 V TPB - 0.86 V Atelier de Biophotonique 2010 Genopole 4

Un partenaire : l oxygl oxygène Mécanismes de photosensibilisation : Type I Rôle de l oxygl oxygène Formation d ion superoxide P* + 2 P + + 2 - B - ou P - + 2 2 - + P ou B Formation d oxyradicaux B + 2 B 2 xygène : Une molécule aux propriétés s très s particulières res 2pσ* 2pπ* 2p 2p 2s 2pπ 2pσ 2sσ* 2s A l état fondamental l oxygène moléculaire existe sous la forme d un état triplet 2sσ 1s 1sσ* 1s 1sσ 2 (8 électrons) (8 électrons) 5

Mécanismes de photosensibilisation : Type II Production d oxygène singulet Etat singulet le plus bas Energie Fluorescence Minimum: environ 140 kj/mole λ < 850 nm Etat triplet phosphorescence Etat singulet Luminescence 94 kj/mole λ: : 1,27 microns Etat fondamental Photosensibilisateur Etat fondamental : Etat triplet xygène Photosensibilisateurs : Principales familles Spectres d absorptiond Porphyrines et dérivés réduits Porphyrine Porphyrine Chlorine Absorbance Chlorine Bactériochlorine Bactériochlorine 300 400 500 600 700 800 900 Longueur d'onde PP mtpc mtpbc Mécanismes de photosensibilisation : Photoaddition Psoralène 6

Processus de photosensibilisation: Rayon d actiond Distance entre le photosensibilisateur et sa cible Type I, transfert d électron : contact ou très proche Photoaddition: contact Type II, xygène singulet Estimation: Temps de vie en milieu biologique ~ 0.1 µs Diffusion ~ 20 nm Mesures quantitatives en photophysique et photochimie Photolyse impulsionnelle par éclair laser Analyse temporelle Irradiation continue Analyse des produits formés Méthodes d éd études des états transitoires Photolyse par éclair laser - nanoseconde Détecteur Germanium Phénom nomènes nes photoinduits Echelle de temps 10-8 -1 s Luminescence infra-rouge (1.27 µ) xygène singulet Filtres Photomultiplicateur Monochromateur Cuve optique Lumière d analyse Solution Monochromateur Joulemètre Montage «classique» de spectrophotométrie scilloscope Filtres 532, 355, 410-680 nm LASER d/yag/p Pulse 5 ns rdinateur Synchronisation 7

Absorption otion de rendement en photophysique et en photochimie Etats singulets Rendement : ombre de molécules produites dans un état donné (ou nombre d évenements)/ ombre de photons absorbés Energie Fluorescence Etat triplet Phosphorescence Photochimie Rendement de : fluorescence, φ F formation de l état triplet, φ T Etat fondamental formation d oxygène singulet, φ Δ formation de radicaux, φ X Mesure de rendements quantiques : Calcul du nombre de photons absorbés Flux (W) Irradiance (W m -2 ) «Calorimètre» Surface noire absorbant la lumière échauffement Mesure de la différence de température entre la surface absorbante et le corps du calorimètre Flux (W) Calcul du nombre de photons incidents Lumière monochromatique, λ (nm) Flux (Watt) Energie/unité de temps (Joule/seconde) Flux de photons? Energie d un d photon E photon : h ν = h c /λ/ (loi d Einstein)* d h : constante de Planck = 6.626 x 10-34 Joule x seconde ν : fréquence de la lumière de longueur d onde λ c : vitesse de la lumière = 2.998 x 10 8 mètre/seconde * Exemple : à 400 nm, l énergie d un photon est : 6.626 x 10-34 x 2.998 x 10 8 / (400 x 10-9 ) = 4.97 x 10-19 J ombre de photons par seconde : Flux (Watt) / E photon (Joule) 8

Loi de Beer Lambert : Intensité lumineuse absorbée Intensité absorbée dial = k I tl C dl k facteur de proportionalité dépendant de la longueur d onde considérée ditl = -k I tl C dl ou ditl / I tl = - k C dl En intégrant sur le parcours l ln It = - k C l + Constante Pour l = 0, Constante = ln Io ln ( Io / It ) = k C l ou log ( Io / It ) = k C l/ 2,3 ε = coefficient d extinction molaire = k/2,3 Absorbance = Abs = log ( Io / It ) = ε C l It = Io e - 2.3 ε C l It = Io e - 2.3 Abs Ia = Io -It = Io ( 1 e - 2.3 Abs ) Loi de Beer Lambert : Intensité lumineuse absorbée Relation générale ( une seule espèce absorbante) Ia = Io ( 1 e 2,3 Abs ) Cas particulier : solutions diluées Absorbance faible ( 1 - e 2,3 Abs ) 2,3 Abs (l expression e x 1+ x quand x 0) Ia = 2.3 Io Abs Rendement de production d oxygd oxygène singulet 9

Détermination du rendement quantique de production d oxygène singulet (Φ Δ ) par photolyse par éclair LASER Signal de luminescence à 1.27 μ (mv) 25 20 15 10 5 0 0 200 400 600 800 1000 Temps (µs) Porphyrine dans du méthanol deutéré (CD 3 D) Luminescence infrarouge: une signature spécifique de l oxygène singulet aisément détectable rdonnée à l origine (V) 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0 5 10 15 20 25 Énergie LASER (u.a.) Le rendement est calculé par rapport à un standard xygène singulet - rendement de formation : Capteurs chimiques 1 2 + DPBF DPBFox k r Φ DPBFox DPBF 1 2 3 2 k d 1/Φ DPBFox = 1/Φ Δ + (1/Φ Δ ) x (k d /k r ) x 1/[DPBF] 1,3-diphenylisobenzofuran (λ max = 414 nm) 1/Φ Δ -k r /k d Détermination du nombre de photons absorbés par le photosensibilisateur Rendement quantique absolu Rendement de production d oxygène singulet par des azaphthalocyanines Atelier de Biophotonique 2010 Genopole Rendements quantiques Classe de photosensibilisateur Rendement triplet (Φ T ) Rendement oxygène singulet (Φ Δ ) Porhyrine Chlorine Bactériochlorine Phtalocyanine 0.7 0.85 0.7 0.85 0.3 0.75 0.5 0.4 0.55 0.75 0.55 0.75 0.3 0.5 0.3 0.4 10

Réactivité des états excités s et cibles biochimiques des espèces activées de l oxygène Réactions de l oxygl oxygène singulet avec les diènes + 1 2 réaction «ene» X X 1 + 2 + Formation de dioxétane + 1 2 Cycloaddition Exemples de réactions r de l oxygl oxygène singulet avec des biomolécules Acides aminés Bases nucléiques 11

Peroxydation des acides gras 1 2 Diènes conjugués R, R 2 λ = 233 nm; ε = 27000 L Ion métalliques 2 Radicaux (R ) 2 Mécanisme de peroxydation en chaîne R 2 Mécanismes de photosensibilisation Cholestérol xygène singulet (Type II) Cholestérol ydroperoxide 5α- Radicaux libres (Type I) Le cholesterol constitue un «marqueur interne» renseignant sur les mécanismes de photosensibilisation ydroperoxide 7β- ydroperoxide 7α- Réactivité de l oxygl oxygène singulet Techniques d irradiation d pulsée Modification du déclin en fonction de la concentration de la molécule X Constantes de vitesse (k r + k p ) & k d Signal de luminescence à 1.27 μ (mv) 25 20 15 10 5 0 Déclin monoexponentiel k d 1 2 + X 3 2 k r k p Produit(s) 3 2 + X 0 200 400 600 800 1000 Temps (µs) Atelier de Biophotonique 2010 Genopole 12

Réactivité de l oxygl oxygène singulet Constante de vitesse de «quenching» ( k Q ) de l oxygène singulet par des acides gras insaturés k Q : Désactivation physique + Réaction chimique k Q (M -1 s -1 ) x 10 4 12 10 8 6 4 2 0 0 1 2 3 4 ombre de double liaison 100 kcal/mole 50 kcal/mole 75 kcal/mole C 3 (C 2 ) 2 C 2 C 2 C=C C 2 C=C C 2 (C 2 ) 6 C Acide linoléique Constantes de vitesse de «quenching» de l oxygl oxygène singulet par des biomolécules Cibles biologiques MLECULE ACIDES GRAS ISATURES CLESTERL ISTIDIE TRYPTPAE CYSTEIE METIIE CSTATE DE VITESSE (M -1 s -1 ) (5-10) x 10 4 5.7 x 10 4 4.4 x 10 7 5.6 x 10 7 8.9 x 10 6 1.4 x 10 7 Photosensibilisateur Photodégradation PRPYRIES VIYLIQUES PRPYRIES -VIYLIQUES 1-3 x 10 7 1 x 10 6 Auto-dégradation (photobleaching( photobleaching) ) ou auto-transformation transformation de photosensibilisateurs Exemple de photo-transformation d une porphyrine vinylique R C Porphyrine C xygène Lumière ( 1 2 ) R C Chlorine C 13

Absorption Mécanismes de photosensibilisation Etats singulets Les rendements quantiques de formation d état triplet et d oxygène singulet déterminent en premier lieu les qualités d un photosensibilisateur Energie Fluorescence Etat fondamental Etat triplet Phosphorescence Photochimie Intrinséquement, l énergie des photons absorbés n a pas d importance (dans la limite des processus considérés) 2 ème partie Applications des processus photochimiques ouvelles techniques en biologie moléculaire Applications médicalesm Photothérapies Photochimiothérapies Thérapie photodynamique (PDT) 14

xygène singulet : Une sonde des interactions entre biomolécules Technique AlphaScreen TM (Packard BioScience). xygène singulet A B Les biomolécules sont conjuguées avec des perles (beads) contenant d une part un photosensibilisateur (donneur conjugué à la biomolécule A) et, d autre part, à un réactif de l oxygène singulet (accepteur conjugué à la biomolécule B) qui émet un signal de fluorescence. Cette fluorescence est la signature de l interaction entre les biomolécules. L oxygène singulet agit ici comme «indicateur de proximité». Photo-pontage Caractérisation risation des interactions entre biomolécules Irradiation lumineuse (ultraviolet) Excitation directe des biomolécules (bases nucléiques,.) Formation de liaison chimique entre biomolécules en contact Analyse par électrophorèse, spectrométrie de masse, La photomédecine Mise en oeuvre de processus bénéfiques initiés grâce à l absorption de lumière par un chromophore Chromophore endogène Photothérapie Ictère du nouveau né (Bilirubine) Chromophore exogène Photochimiothérapie PVA thérapie du psoriasis (psoralène) PDT des tumeurs,... (Porphyrines) 15

Photochimiothérapie : Une vieille histoire encore d actualitd actualité Psoralen is one of the oldest known chemotheraputic drugs--the use of a psoralen containing ile weed to treat skin ailments was described in Ebers papyrus, an early Egyptian medical text published around 1550 BC (the front page is reproduced here). The drug photocrosslinks DA and is shown in this figure to induce the formation of a four-stranded junction. (Eichman, et al., J. Mol. Biol., 2001, 308: 15-26). La photomédecine Photothérapie de l ictère du nouveau-né PVA thérapie du psoriasis Action biologique de la lumière Effet photodynamique Effet photodynamique : Inactivation de systèmes vivants Paramécies, colorant : acridine 1900-1904 scard Rabb, ermann von Tappeiner (Munich) Lumière Photosensibilisateur xygène 16

Photochimiothérapie antitumorale istorique 1942 1948 Auler & Banzer; Figge et al. bservations de rétention de porphyrines par des tumeurs ou des tissus prolifératifs et possibilités de traitement 1955, 1960 1967 Schwartz; Lipson et al. Préparation de l hématoporphyrine dérivée (pd) présentant une rétention marquée par les tumeurs (observée par fluorescence) 1960-1993 Lipson; ; Gregoire; Profio; ;.. Travaux privilégiant le photodiagnostic grâce à la fluorescence des porphyrines puis le développement de l endoscopie 1972-1977 Diamond; Dougherty; ; Kelly Intérêt de la photochimiothérapie des tumeurs démontré sur l animal (hematoporphyrine, pd) 1978 Dougherty Première étude clinique importante en photochimiothérapie des tumeurs (pd) Photochimiothérapie antitumorale Tumeur Délai (1-72 h) Rétention préférentielle du Photosensibilisateur Laser Photosensibilisateur Fibre optique 630 nm (rouge) Espèces toxiques à très brève durée de vie ecrose tumorale Photofrin (QLT Axcan Pharma, Canada) FDA, USA (1995, 1998) Bronches, œsophage (tumeurs obstructives puis petites tumeurs) AMM, France (1996) Bronches, oesophage FDA, USA (2003) Dysplasie oesophage de Barrett 1ère génération Photosensibilisateurs Foscan (Scotia, UK Biolitec ) AMM, UE (2001) cancers de la tête et du cou 2ème génération Mécanismes d action d en photochimiothérapie antitumorale Vascularisation Effets cellulaires mort cellulaire par nécrose ou/et apoptose Artère Capillaire 2 Tumeur 3 1 Veine Cellules Milieu interstitiel Irradiation lumineuse Temps Effets vasculaires anoxie de la tumeur Injection du photosensibilisateur Déplétion d oxygène Réactions immunologiques 17

Photochimiothérapie antitumorale Traitement endoscopique Intérêt majeur des lasers : Efficacité de couplage à une fibre optique opital Foch, Suresnes Traitement de tumeur bronchique Photochimiothérapie antitumorale Laser à diode S P E C I F I C A T I S Laser Type InGaAlP Laser Diode, CW Wavelength 630nm ± 3 nm Delivery fiber PTIGUIDE* fiber optic delivery system Power 2000mW maximum calibrated power output to fiber tip Cooling Forced air Power Supply 115 VAC ±10%, 60 z < 10A, single phase Dimensions 485 mm (h) x 220 mm (w) x 405 mm (d) nominal - not including cuvette Weight 19.5kg (43lbs) nominal Applications en photochimiothérapie Affections cutanées Systèmes d illumination «conventionnels» Lampes ou réseaux de diodes luminescentes Aktilite CL16 By Photocure ASA The Aktilite CL16 lamp emits red light and is intended for use in topical photodynamic therapy (PDT) of skin lesions in combination with Metvix cream. The lamp illuminates areas up to 40 x 50 mm. Performance Irradiance of approximately 50 mw/cm² at 50 mm distance and an average wavelenght of approx. 630 nm. The full width at half maximum (FWM) of emission spectrum is about 18 nm. Maximum irradiance variation over the target area is ± 10%. Dosage can be set manually, but the default is 37 J/cm² ormal illumination time 8 10 minutes http://www.photocure.com/ 18

Applications en photochimiothérapie Dégénérescence Maculaire Liée à l Age (DMLA) Rétine Macula Visudine (QLT ovartis) AMM, niveau mondial (2000) DMLA «humide» Dégénérescence maculaire (Prolifération vasculaire) Remboursement en France Photochimiothérapies rapies: : autres applications Décontamination virale et bactérienne d élements sanguins (plaquettes, approuvé par l UE, Cerus/Baxter, USA) 1 2 Traitement de plasma par le bleu de méthylène (Belgique) Photochimiothérapies rapies: : autres applications potentielles Photoangioplastie laser Plaque athéromateuse marquée par le photosensibilisateur Artère Photoangioplastie: traitement d athérome ou de resténose (essais cliniques phase 1, Pharmacyclics, USA) Fibre optique Diffusant la lumière Fibre diffusante souple Cardiofocus, USA 19

Photosensibilisateurs Structure et propriétés Exigences en photochimiothérapie Paramètre fondamental en photochimiothérapie Transmission de la lumière TISSU Lumière incidente Réflexion Réfraction Absorption Seule la lumière absorbée e par le photosensibilisateur est efficace Diffusion Absorption Particule diffusante Chromophore endogène Photosensibilisateur Paramètre fondamental en photochimiothérapie Transmission de la lumière 10 6 Lumière Incidente Fibre optique arrière coté avant Muscle Irradiance (unité arbitraire) 10 5 10 4 10 3 10 2 10 1 10 0 λ : 633 nm avant coté arrière 0 5 10 15 20 25 30 Distance par rapport à l extrémité de la fibre (mm) Dougherty, 1984 20

C 3 Transmission de la lumière par les tissus : Le rouge est mieux transmis Transmission de la lumière par les tissus : Fenêtre optimale Transmission optimale Fenêtre optimale d excitation de photosensibilisateurs : 620 à 800 nm Transmission de la lumière par les tissus Energie minimale pour produire de l oxygène singulet ou des radicaux Photosensibilisateurs : 1 ère génération (AMM) C 3 ématoporphyrine dérivée (pd) Acétylation ydrolyse C C ématoporphyrine VD ématoporphyrine C C Protoporphyrine Photofrin Fractionnement Photofrin QLT, AXCA Dimères et oligomères Classe : Porphyrine C C C C 21

Transmission de la lumière par les tissus Choix de la longueur d onde d d excitation d des photosensibilisateurs En photochimiothérapie on excite le photosensibilisateur dans sa bande d absorption située vers le rouge afin de bénéficier d une meilleure pénétration de la lumière dans les tissus Familles de photosensibilisateurs Porphyrine Fenètre optimale Phtalocyanine Porphyrine Chlorine Absorbance Bactériochlorine Chlorine Bactériochlorine Phtalocyanine 300 400 500 600 700 800 900 Longueur d'onde Photosensibilisateurs : 2 ème génération (AMM) C3 3C - C 3 Visudyne (BPD-MA) QLT CIBA Classe : Chlorine Foscan (mtpc) Scottia Quantaova, Biolitec Classe : Chlorine 22

Photosensibilisateurs : 2 ème génération Bactériochlorophylle de Palladium Tookad (Steba Biotech) 3C 3C C 3 C 3 Motexafin Lutenium (Lu-Texaphyrine) (Pharmacyclics) C 3 3C Pd C 3 3C 3C Lu ++ C 3 C3 C CC 3 C 3-3C C 2 Photosensibilisateurs : Macrocycles étendus Phtalocyanine λ ~ 680 nm Composés synthétiques Absorption dans le rouge lointain Texaphyrine λ ~ 740 nm aphtalocyanine λ ~ 770 nm Photochimiothérapie : Action sélectives Affinité Cible Photosensibilisateur Génération d espèces transitoires très réactives Lumière Sélectivité basée sur Le contrôle de la zone illuminée > production locale d espèces actives Affinité du photosensibilisateur pour la cible 23

Dosimétrie Irradiance Temps Dose = f (ε λ, C t, E t, Φ Δ, t ) Coefficient d extinction molaire Concentration du photosensibilisateur Rendement en espèces actives E = irradiance : puissance par unité de surface (Watt/cm 2 ) E x t = Fluence : énergie par unité de surface (Joule/cm 2 ) Pharmacocinétique Mécanismes de sélectivits lectivité tumorale Médicaments photoactivables : Importance de la pharmacocinétique Concentration au niveau de la cible Activation par la lumière Médicament photoactivable Dommages irréversibles Médicament traditionnel Effets réversibles Temps Activité biologique 24

Déterminants physicochimiques de l incorporation l et de la distribution cellulaire de photosensibilisateurs Photosensibilisateur : Injection Dimérisation, Agrégation DISTRIBUTI Apoprotéine B100 Ester de Phospholipide cholestérol Cholestérol libre en solution SA autres transporteurs DL LDL Diffusion passive Endocytose fluide ou adsorptive SA : Albumine humaine DL : lipoprotéine de haute densité LDL : lipoprotéine de basse densité Cellule Mécanismes de rétention r de photosensibilisateurs par les cellules tumorales Vaisseaux sanguins Capillaire 3 2 Cellules Artère Tumeur Veine 1 Milieu interstitiel Photosensibilisateur Propriétés tissulaires Effets physico-chimiques Bas p du liquide interstitiel 6,9 < p < 7,5 Tumeur ormal Propriétés vasculaires Perméabilité des néovaisseaux Propriétés cellulaires ombre accru de récepteurs aux LDL Porphyrines dicarboxyliques : Effet du p sur les interactions avec les membranes Phase aqueuse p ~ 7,4 Sortie Groupes neutralisables à bas p : Transfert accéléré (x 100) Traversée Phase aqueuse p ~ 6,5 Sortie Incorporation Biochemistry, 1994, 1995 Biochim. Biophys. Acta, 1998, 1999, 2004 25

Les lipoprotéines ines de basse densité (LDL) assure l apport l de cholestérol aux cellules et sont de bons véhicules de photosensibilisateurs hydrophobes Récepteur de LDL LDL clathrine complexe Puits recouverts Libération de clathrine endosome Recyclage du récepteur Récepteur Lysosome primaire Apoprotéine B100 (4536 résidus) Esters de cholestérol Cholestérol (500) Phospholipides (800) LDL régulations enzymatiques Libération de cholestérol dans le plasma Lysosome secondaire Incorporation et localisation subcellulaire Endosome Vésicule d endocytose Lysosome oyau Endocytose Lipoprotéines Diffusion passive Membrane plasmique Appareil de Golgi Mitochondrie Reticulum endoplasmique Dynamique d interactions d de photosensibilisateurs avec des membranes localisation sub-cellulaire + + + + Affinité pour les membranes modèles Affinité pour les LDL Cinétique d interactions avec les LDL Transfert à travers les bicouches lipidiques + + + - DP + LDL Fibroblastes S68 AlPcS 2 + LDL AlPcS 2 Lyso-tracker green Colocalisation 26

Photosensibilisateurs : Générations futures? bjectif : Augmenter la sélectivits lectivité des photosensibilisateurs envers les tumeurs en utilisant certaines de leurs caractéristiques ristiques Surexpression de récepteurs par les cellules tumorales Acide folique Œstrogène Sucres Couplage de photosensibilisateurs à des molécules ciblées vers ces récepteursr Surexpression de protéases par les tumeurs ou de certaines macromolécules (ARm) Systèmes dont les propriétés photosensibilisatrices sont «révélées» par l action de ces protéases ou par l interaction l avec les macomolécules cules Transport et vectorisation de photosensibilisateurs par des nanoparticules Développement de photosensibilisateurs Une association de propriétés Structure Chimique Formulation Photophysique : Absorption Fluorescence Rendement triplet Pharmacocinétique Localisation cellulaire Rapport hydrophile /hydrophobe Propriétés en solution Interaction avec biomolécules Photochimie : Photosensibilisation Photoblanchiment Photoproduits Conclusion Spectroscopies optiques Moyens d analyse sensibles adaptés aux études statiques et dynamiques Lumière peut induire des processus photochimiques Sources de nombreuses applications (mais aussi d artéfacts) 27