La glutamine hyperpolarisée comme traceur du métabolisme biomoléculaire – PolarGlu

Ce projet porte sur le développement de méthodes et d'instrumentation en spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) couplée à la polarisation dynamique nucléaire par dissolution (D-DNP) pour étudier en temps réel le métabolisme cellulaire de la glutamine.

Celle-ci est impliquée dans les voies énergétiques cellulaires, dont la dérégulation peut être liée à certains types de cancer. Elle peut être également liée au développement de pathologies cardiaques. Cela en fait un potentiel traceur biologique de choix pour l'imagerie médicale par IRM ainsi que pour des expériences de fluxomique. Cependant, comme la RMN est une méthode intrinsèquement peu sensible, il est compliqué de suivre des réactions enzymatiques ou le métabolisme cellulaire en temps réel. C'est pour cela que ce projet vise à développer des méthodes spécifiques à la polarisation de la glutamine par D-DNP pour bénéficier des amplifications de signal de plusieurs ordres de grandeur apportés par cette technique.

Ce projet s'articule autour de quatre axes afin de cibler spécifiquement chaque problématique liée aux expériences de D-DNP de suivi cinétique en temps réel :
- Développement d'instrumentation pour la dissolution et l'injection spécifiquement adaptée aux cellules ;
- Optimisation de la formulation de l'échantillon de glutamine pour la DNP afin d'atteindre des concentrations plus importantes ainsi que des niveaux de polarisation élevés ;
- Développement de nouvelles séquences d'impulsions dédiées afin de tirer profit des gains en amplitude de signal obtenus grâce à la DNP et aux axes précédents (blocs de mélange, excitations sélectives);
- Réalisation d'expériences in vitro sur des modèles enzymatiques et sur des cultures cellulaires (saines et altérées, en présence ou absence de traitements anti-métaboliques) pour étudier le métabolisme de la glutamine en temps réel. Des expériences préliminaires d'IRM seront enfin réalisées concernant spécifiquement le métabolisme cardiaque.