Imagerie RPE : Synthèse, stabilité métabolique et évaluation biologiques de sondes à radicaux utilisables in vivo – IRPE

La mise au point d'appareils d'imagerie RPE in vivo et leur utilisation pour des études en biologie et en médecine sont des domaines de recherche très récents. L'imagerie RPE (IRPE) a été utilisée pour la détection et la mesure d'espèces paramagnétiques, comme O2 (mesure de la pO2 dans un tissu en suivant les effets d'O2 sur le signal RPE d'une molécule sonde paramagnétique administrée), O2.- (utilisation d'un piège à radicaux) ou NO (après fixation sur des complexes du fer). Diverses applications de l'IRPE in vivo en clinique sont attendues à court terme. Les résultats les plus prometteurs concernent l'évaluation rétrospective de l'exposition d'un être vivant à des doses significatives de radiations ionisantes et la mesure de la pO2 dans des tissus à risque dans des maladies vasculaires ou dans des tumeurs afin de guider la thérapie antitumorale. Malgré le grand intérêt potentiel de l'IRPE in vivo en biologie, il n'y a qu'un petit nombre d'équipes qui travaillent dans ce domaine au niveau mondial, et, il n'y a aucun équipement d'IRPE in vivo en France à l'heure actuelle. Démarrer des recherches dans ce domaine exige de réunir des compétences diverses en spectroscopie, chimie et biologie. Les sondes moléculaires à radicaux sont des outils indispensables pour ce type d'études. Cependant, alors que de très nombreux travaux ont été consacrés à la synthèse de piégeurs de radicaux et de sondes paramagnétiques pour mesurer la pO2, on ne dispose que de peu de données sur la stabilité métabolique et le devenir de ces molécules in vitro et in vivo. Le projet décrit ci-dessous réunit des compétences en spectroscopie RPE, chimie, métabolisme des xénobiotiques, et biologie, grâce à la collaboration de quatre équipes qui ont en commun de s'intéresser aux radicaux libres, au stress oxydant, aux espèces dérivées de NO, et à leurs conséquences en biologie. Le projet a trois objectifs principaux : (1) mettre en place les conditions propices au démarrage et au développement de l'IRPE en France, (2) mettre au point des sondes pour l'IRPE présentant une meilleure biodisponibilité chez l'animal ou chez l'homme, et (3) étudier les problèmes biologiques posés par les équipes 2, 3 et 4 : le rôle du facteur de transcription AP-1 au niveau du stress oxydant, du cancer et du vieillissement (équipe 2), le rôle du stress oxydant dans la résistance à la radiothérapie du cancer de la thyroïde (équipe 3), et les effets de la pO2 et de NO sur l'homéostase et la différenciation des chondrocytes et dans les maladies dégénératives du cartilage (équipe 4). Pour ces trois sujets, les mesures du taux d'oxygénation des tissus et de la formation locale d'O2.- et de NO, sont très importantes. De façon générale, le plan de travail sera le suivant : (1) études in vitro (ou ex-vivo), par spectroscopie RPE classique, du métabolisme des sondes utilisées habituellement pour l'oxymétrie (comme des radicaux trityls) ou pour la mesure de NO (complexes du fer) et d'O2.- (nitrones), et études de la formation de ces espèces dans les systèmes in vitro utilisés par les équipes 2 (fibroblastes et tissus des souris junD-/-), 3 (NADPH oxydases recombinantes) et 4 (chondrocytes). (1') en même temps, achat et installation de l'équipement nécessaire pour l'IRPE in vivo (équipe 1). (2) études in vivo de la stabilité métabolique des sondes RPE utilisées dans l'étape (1), et des questions biologiques posées par les équipes 2 (souris junD-/- et rôle de junD vis à vis du stress oxydant, du cancer et du vieillissement), 3 (résistance des souris nude portant un cancer de la thyroïde vis à vis de la radiothérapie à l'131I) et 4 (cartographie d'O2, O2.- et NO dans le cartilage de la souris dans des conditions de maladies inflammatoires ou dégénératives). (3) synthèse de nouvelles sondes, plus biodisponibles, sur la base des résultats des études métaboliques in vitro et in vivo. (4) test des nouvelles sondes pour les études in vivo. Le projet ci-dessus est volontairement limité aux études indiqué