Développement de Sondes Radicalaires Intelligentes – SonRadIs

Depuis plusieurs décennies, l’étude d’évènements physiologiques ou pathologiques à l’aide de techniques spectroscopiques prend une importance de plus en plus grande. De nos jours, de tels évènements sont étudiés à l’échelle moléculaire, ce qui nécessite des techniques présentant de hauts niveaux de sensibilité, de résolution et de spécificité du processus biologique. De plus, l’objectif ultime de telles techniques est d’être appliqué à l’être humain dans un but de diagnostic. Cependant, à ce jour, il n’existe aucune technique présentant l’ensemble de ces paramètres. De ce fait, des efforts considérables sont réalisés pour développer des bio-sondes afin de remplir ces conditions mentionnées ci-dessus. Pour être appliquées en spectroscopie, en plus de leur bio-spécificité, ces bio-sondes doivent présenter un signal typique. Cet objectif a été partiellement atteint pour plusieurs processus biologiques détectés par IRM (Imagerie par Résonnance Magnétique), la technique la plus commune et la plus appropriée pour étudier des processus biologiques dans l’animal ou l’être humain. Bien que cette technique ait montré son efficacité, beaucoup d’évènements ne peuvent toujours pas être mis en évidence. De ce fait, le but de ce projet est de développer de nouvelles sondes biologiques présentant une forte bio-spécificité et un signal très typique. Pour cela, nous envisageons de développer des molécules appropriées à l’étude de processus biologiques non-radicalaires en utilisant une réaction radicalaire. En effet, nous souhaitons préparer une sonde biologique, sous la forme d’une bio-alcoxyamine R1R2NOR3 stable, qui, en présence d’une enzyme spécifique de type protéase, est hydrolysée en une nouvelle alcoxyamine R1R2NOR4, cette dernière se décomposant spontanément en radical alkyle (R4) et en nitroxyde (R1R2NO) à température physiologique. Le nitroxide peut donc être facilement détecté par RPE (Résonnance Paramagnétique Electronique) ou par PDN-IRM (IRM couplée à la Polarisation Dynamique Nucléaire) par son influence sur les molécules environnantes. Notre projet est divisé en 3 phases: i) préparation des bio-sondes, ii) étude de leur hydrolyse (bio-activation enzymatique) et homolyse (fragmentation spontanée en radicaux à température physiologique) ainsi que l’étude de la bio-résistance des nitroxydes ainsi libérés, et iii) application en PDN-IRM pour étudier de manière non-invasive la protéolyse dans des modèles animaux de type souris. Une Sonde Radicalaire Intelligente (Smart Spin Probe) se définit donc comme une sonde de type radical présentant un signal typique qui apparaît uniquement en présence de l’évènement biologique recherché.