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Développement de nouveaux agents de contraste pour l'imagerie moléculaire ultrasonore des pathologies cardiovasculaires – MicroSound

Visualisation échographique des pathologies cardiovasculaires

Développement d'agents de contraste sous forme de nano-microparticules polymères pour l'imagerie moléculaire ultrasonore des pathologies cardiovasculaires

Imagerie moléculaire ultrasonore des thrombi grâce à des particules polymères

Avec le vieillissement de la population, la prévalence de l'athérothrombose va inéluctablement augmenter dans les prochaines années et il est prévu que 18 millions de personnes mourront d’événements athérothrombotiques en 2030. Le marché des agents de contraste pour l'imagerie médicale a été estimé à 6,2 milliards € en 2009. Le projet MicroSound concerne le développement de nouveaux outils de diagnostic capables de détecter les événements de l'athérothrombose avant les complications cliniques. A partir d’approches brevetées, ce projet mettra au point un nouvel agent de contraste échogène fonctionnalisé permettant un dépistage large de patients. Ce projet propose de mettre au point des particules fonctionnelles chargées en perfluorocarbone en tant qu'agent acoustique, et fonctionnalisées avec du fucoïdane en tant qu’agent de ciblage de la P-sélectine pour l'imagerie, au niveau moléculaire, de l'activation des cellules endothéliales et des plaquettes dans la thrombose vasculaire.

L’élaboration des particules polysaccharides et copolymères en milieu aqueux se fera selon des procédés brevetés. Leur fonctionnalisation et chargement seront faits avec du fucoïdane et du perfluorooctylebromide respectivement.

La taille, la charge de surface, la concentration massique, la composition, la stabilité et la capacité de chargement des particules seront évaluées par des technologies sophistiquées.

Un modèle spécifique de circulation in vitro a été conçu pour caractériser l’échogénicité des particules en suspension.

L'interaction spécifique des particules fonctionnalisées avec des plaquettes activées sera déterminée par des mesures de cytométrie en flux.

Les particules fonctionnalisées seront marquées au technétium99 et leur biodistribution sera suivie chez le rat.

L’évaluation in vivo des propriétés échogéniques des particules sera effectuée sur un modèle d’anévrisme de l'aorte abdominale chez le rat par la quantification du signal obtenu sur l’appareil Vevo 2100.

Les particules polymères ont une taille de 200 nm, une charge de surface de – 30 mV confirmant la présence du fucoïdane, une concentration massique de 40 g/L, une bonne stabilité et un taux de chargement en agent de contraste de 60%.
L’acquisition du logiciel VisualSonics a permis de déterminer in vitro les propriétés échogéniques des particules élaborées.
Les particules polymères fonctionnalisées interagissent spécifiquement avec les plaquettes activées même sous flux.
Un modèle d’anévrysme de l’aorte abdominale a été réalisé avec succès chez le rat et visualisé par échographie.

Des particules polymères recouvertes de fucoïdane et encapsulant du perfluorocarbone ont pu être obtenues et caractérisées physico-chimiquement ; elles sont échogènes in vitro et sont capables d’interagir avec les plaquettes activées in vitro en statique et en flux.
Enfin, les modèles expérimentaux d’anévrisme de l’aorte abdominale chez le rat ont pu être mis en œuvre et validés par échographie.

Un projet d’invention sur les particules fait l'objet d'une déclaration d'intention en cours d’évaluation auprès d’Inserm-Transfert. Le projet MicroSound a été valorisé par trois articles scientifiques (2 publiés et 1 soumis) et au cours de cinq colloques

Le développement des technologies de l’imagerie pour le diagnostic est un défi majeur dans le domaine de la santé. Après l’examen morphologique puis l’approche fonctionnelle, le nouveau défi pour les technologies médicales repose sur l’imagerie moléculaire. Ceci est vrai pour toutes les pathologies humaines y compris les maladies cardiovasculaires. Avec le vieillissement de la population, la prévalence de l’athérothrombose augmentera inéluctablement dans les années futures et les projections estiment que 18 milliards de personnes mourront des suites d’un événement athérothrombotique en 2030. Le marché des agents de contraste pour l’imagerie médicale a été estimé à 6,2 milliards € en 2009. Toutefois, les produits commercialisés sont rapidement éliminés de la circulation sanguine et surtout ne présentent pas d’affinité spécifique permettant d’imager des évenements athérothrombotiques.
Le projet MicroSound concerne le développement innovant de nouveaux outils de diagnostic ultrasonore capables de détecter des évènements athérothrombotiques avant l’apparition de complications cliniques. A partir d’approches brevetées, MicroSound mettra en œuvre de nouveaux agents de contraste échogènes fonctionnalisés par un ligand permettant un large criblage des patients. MicroSound propose, grâce à des objectifs transversaux, de développer des microparticules fonctionnelles i) incorporant des perfluorocarbones en tant qu’agent échogène et ii) recouvertes de fucoidane en tant qu’agent ciblant de la P-sélectine pour l’imagerie moléculaire de l’activation cellulaire des plaquettes et des cellules endothéliales dans les thromboses vasculaires.
Le but du projet MicroSound est de fournir la preuve in vitro et in vivo que ces microparticules recouvertes de fucoidane et chargées de perfluorocarbone constituent des traceurs échogènes des processus pathologiques cardiovasculaires. Pour ce faire, nous étudierons i) l’affinité des microparticules recouvertes de fucoidane selon l’état d’activation de plaquettes et cellules endothéliales humaines par des mesures de cytométrie en flux, ii) la biodistribution des microparticules marquées au 99mTc chez le rat puis iii) les propriétés échogéniques des microparticules dans un modèle d’anévrysme chez le rat.

Coordinateur du projet

Monsieur Cédric CHAUVIERRE (Unité Hémostase, Bio-ingénierie et Remodelage Cardiovasculaires) – cedric.chauvierre@inserm.fr

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

Inserm-Transfert Inserm-Transfert
U698 Unité Hémostase, Bio-ingénierie et Remodelage Cardiovasculaires
CEFI -IFR02 Centre d'exploitations fonctionnelles-Imagerie

Aide de l'ANR 196 784 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2013 - 24 Mois

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