Etude préclinique de thérapie photothermique du cancer du rein à l’aide de nanoparticules d’or – GoldenEye

Ce projet propose une approche innovante utilisant des nanoparticules spécialement développées pour l’imagerie optique et l’hyperthermie localisée du carcinome rénal à cellules claires (RCC). Ces nanoparticules pourront, comme puissant agent de contraste, optimiser les performances de l’imagerie photoacoustique à visée diagnostique, et, comme source locale de chaleur, provoquer par hyperthermie une destruction tumorale ciblée. Le réseau microvasculaire des tumeurs malignes est un champ de distribution et de captation préférentielle pour les nanoparticules. Or le RCC est justement une des tumeurs humaines les plus vascularisées, avec un haut potentiel métastatique par voie hématogène.

L’originalité et l’ambition de ce projet sont d’utiliser les propriétés optiques remarquables des nano-batonnets et des nano-sphères d’or pour une caractérisation fine in vivo du réseau microvasculaire des tumeurs malignes et pour la destruction par hyperthermie d’aires tumorales ciblées. Ceci est en rupture avec les méthodes d’imagerie tumorale in vivo validées en clinique, qui sont basées sur la mesure volumétrique de la masse tumorale, ou sur sa capacité à fixer des marqueurs métaboliques des cellules tumorales. De plus, le manque de précision dans l’évaluation du réseau microvasculaire tumoral reste un défaut majeur des méthodes actuelles d’imagerie in vivo des cancers humains. Ceci est particulièrement gênant pour les tumeurs très vascularisées et pour le suivi de toutes les thérapies innovantes à visée antiangiogénique.

Dans ce projet, nous proposons de résoudre ces questions :
A. en étudiant l’efficacité de rétention des nanoparticules dans les tumeurs pour le traitement par photothermie plasmonique
B. en développant des techniques d’éclairage interstitiel, de mesure d’autofluorescence et d’imagerie photoacoustique permettant le suivi rapide et direct du traitement photothermique utilisant des nanoparticules.
C. en démontrant que ces deux techniques sont complémentaires pour le suivi du traitement photothermique utilisant des nanoparticules en terme de contraste optique, de profondeur de pénétration et de résolution spatiale.

Ce projet aura plusieurs retombées importantes:
A. Le traitement photothermique utilisant des nanoparticules plasmoniques devrait offrir une alternative ou un complément aux stratégies thérapetiques anticancéreuses actuelles pour le RCC.
B. Les techniques optiques développées dans ce projet seront tout à fait pertinentes pour le suivi de traitements anticancéreux et la caractérisation non invasive de la micro-vascularisation dans les tissus pour les applications cliniques et la recherche biomédicale
C. L’étude poussée des souris xénogreffées validera ce modèle pour le RCC et permettra ainsi de répondre à l’insuffisance de tissus humains pour la recherche médicale

Ce projet utilise des technologies et des méthodologies hautement spécialisées déjà développées et maitrisées par les équipes de physiciens, médecins et biologistes du consortium : propriétés plasmoniques des nanosondes et techniques tomographiques photoacoustique in vivo ; xénogreffes de tumeurs humaines, évaluation microscopique ex vivo des lésions tissulaires induites par la thérapie et traitement photothermique.

La complémentarité des partenaires français et singapouriens est essentielle pour le succès de ce projet. L’équipe singapourienne sera chargée en particulier de la partie photothermie plasmonique interstitielle et de l’étude de l’autofluorescence des tissus; les partenaires français développeront l’imagerie photoacoustique amplifiée par les nanoparticules et le modèle murin de RCC. De plus, lors de la phase finale, l’ensemble des partenaires travaillera conjointement en un même lieu à l’Hôpital Saint Louis pour tester les effets du traitement photothermique à l’aide de l’imagerie photoacoustique sur des souris xénogreffées.