Projet ANR-13-BS10-0003 – NANOMULTISENS : Nanosenseurs multifonctionnels pour la détection de proteine kinases intracellulaires constituant des biomarqueurs cancéreux
Programme : Blanc - SIMI 10 - Nanosciences (Blanc SIMI 10) 2013
Année de financement : 2013
Coordinateur du projet : Madame May MORRIS (Institut des Biomolecules Max Mousseron -UMR5247)
Partenaires : Immunopathologie et Chimie Thérapeutique; Institut Albert Bonniot - Ontogenèse et Oncogenèse Moléculaire; Institut des Biomolécules Max Mousseron
Montant : 551995.0 euros
Date de début : 2013
Durée : 48 mois
Résumé : L’une des caractéristiques fondamentales du cancer est la dérégulation des mécanismes de prolifération cellulaire, associée à l’ amplification génique, à la surexpression ou à l’hyperactivation de différents régulateurs du cycle cellulaire. En particulier, il est bien établi que l’hyperactivation des kinases cycline-dépendentes, contribue à la prolifération cellulaire dans plusieurs cancers humains. Ainsi, compte tenu de leur rôle dans la coordination de la division cellulaire, et de leur valeur prognostique, ces enzymes constituent des cibles pharmacologiques de choix pour le développement de thérapies anticancéreuses. Toutefois, les approches de diagnostique permettant de détecter des altérations dans leurs activités de manière standardisée sont peu développées, impliquant des méthodes indirectes, comme l’immunohistochimie, la RT-PCR ou encore la spectrométrie de masse, et invasives, faisant appel à des biopsies et à des procédures de fixation ou d’extraction cellulaire.
Nous avons récemment développé plusieurs familles de biosenseurs peptidiques fluorescents pour la detection de l’abondance relative des CDK/Cyclines et la mesure de leur activité kinase, que nous avons validé in vitro, in extracto et dans des cellules vivantes par imagerie moléculaire. Dans ce programme de recherche, nous proposons de développer des systèmes de détection multiplexées, pour détecter différentes activités kinase simultanément, et qui pourront être appliquées ex vivo et in vivo, par fonctionalisation de nanotubes de carbone (CNTs), d’une part, et par complexation avec des formulations de nanoparticules de peptides vecteurs (CPPs), d’autre part, avec des biosenseurs fluorescents peptidiques. L’utilisation de CPPs permettra de préparer des complexes non covalents avec plusieurs biosenseurs différents, tandis que les CNTs seront utilisés comme plateforme pour préparer des complexes covalents. Les CNTs sont capables de traverser des membranes cellulaires, par un mécanisme qui rappelle une « nanoaiguille », et les CPPs constituent également des vecteurs efficaces pour la délivrance intracellulaire d’une grande variété de biomolécules.
Les propriétés physico-chimiques des biosenseurs-nanotubes et des biosenseurs-nanoparticules seront caractérisées, et leur capacité à détecter plusieurs activités kinase sera validée in vitro et in extracto. Ces « nanomultisenseurs » fluorescents seront ensuite introduits dans des cellules vivantes, et leur capacité à rapporter les activités de différentes kinases sera étudiée dans différentes conditions physiologiques et pathologiques, afin d’évaluer leur spécificité et leur sensibilité. De plus, l’effet inhibiteur et la cytotoxicité éventuelle de ces nanosystèmes sur la viabilité et la prolifération cellulaire seront caractérisées de manière attentive. Les nanotubes et nanoparticules multisenseurs pourront ensuite être introduits dans des modèles animaux de tumeur par injection, et leur biodistribution, ainsi que leur capacité à rapporter des alterations pathologiques des CDK/Cyclines dans des xenogreffes de cellules cancereuses avant et après administration d’agents thérapeutiques, sera déterminée par imagerie multispectrale. 
	Le programme NANOMULTISENS aura un impact significatif sur les sciences de la vie, et en nanotechnologie, en termes d’applications médicales et technologiques. Parmi les innovations technologiques, l’ingénierie de nanotubes de carbone fonctionalisés et de nanoparticules peptidiques pour la délivrance simultanée de plusieurs biosenseurs fluorescents dans des cellules vivantes et in vivo, et leur application à la détection multiplexée de différentes activités kinase par imagerie moléculaire. Le succès de ce projet contribuera à la mise en place de strategies de détection précoce d’alterations associées à la prolifération de cellules cancéreuses, au suivi de la prolifération tumorale et de la réponse thérapeutique.