Nanoparticules de copolymères auto assemblées: Des premières corrélations structure-fonction biologique aux applications à la thérapie photodynamique – COPOPDT

Vectorisation de photosensibilisateurs par des micelles de copolymères : de l'étude des mécanismes vers une application en thérapie photodynamique :
La vectorisation de molécules thérapeutiques vers un organe, un tissu malade constitue aujourd'hui un défi pour le traitement de maladies comme le cancer ou d'origine génétique. En raison de leur structure versatile et de leur biocompatibilité, les micelles de copolymères sont des nano-vecteurs très attrayants qui commencent à être étudiés par certains laboratoires pharmaceutiques. Ils permettent le transport de molécules hydrophobes dans les milieux biologiques. Cependant, leur mode d'interaction avec les cellules et les mécanismes de libération des actifs sont encore mal connus et restent à être déterminés. Parmi les thérapies ciblées, la thérapie photodynamique (PDT) suscite actuellement beaucoup d'intérêt pour le traitement sélectif des tumeurs et de certaines maladies ophtalmiques. Ce protocole innovant repose sur une excitation locale d'un photosensibilisateur (PS) par la lumière via l'irradiation par une fibre laser de la zone à traiter. Comme beaucoup de PS utilisés en PDT sont peu solubles dans l'eau, leur formulation est le plus souvent nécessaire. L'objectif final de ce projet concerne la compréhension des mécanismes d'action des micelles de copolymères et leur utilisation pour la vectorisation passive de PS dans le cadre de la PDT. Ce projet orienté en recherche fondamentale est susceptible d'être étendu à des problèmes industriels. L'une des originalités de ce programme de recherche est d'être au point de convergence entre les nano-objects, les biosciences et la santé.
Méthodes : "Asymmetric-Flow Field Flow Fractionation" et transfert d'énergie de fluorescence : détermination des mécanismes d'action des micelles de copolymères :
Par une méthode simple et dans des conditions biocompatibles, différentes nano micelles (NP) à base de copolymères à blocs ont été préparées de façon reproductible. Les NP ont été caractérisées par des techniques traditionnelles et par "Asymmetric-Flow Field Flow Fractionation" (AF4) qui a permis également d'évaluer le taux d'encapsulation des PS. L'influence de la structure des blocs de copolymères sur la stabilité des NP vides ou chargées en PS a été déterminée par des expériences en FRET ou "transfert d'énergie de fluorescence de type Förster" et dialyse. Au niveau biologique, les études ont été réalisées sur des cultures cellulaires 2D et sur des modèles 3D de tumeurs appelés sphéroïdes. Les lignées cellulaires utilisées sont issues de cellules de cancer du sein et de colon. La pénétration et la localisation cellulaire, la toxicité et phototoxicité des NP avec ou sans PS ont été évaluées par microscopie confocale et cytométrie de flux. La caractérisation des mécanismes de pénétration cellulaire a été réalisée sur des modèles de membranes par des expériences en FRET.