Projet ANR-10-NANO-0008 – NANOTHER : Hybrides multifonctionnels à base de nanotubes de carbone et de nanoparticules d’oxyde de fer fonctionnalisés pour des applications en imagerie et en thérapie
Programme : Nanotechnologies et Nanosystèmes (P2N) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Alberto BIANCO (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE ALSACE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Institut Lumière Matière
Montant : 633022.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : L’essor croissant des Nanotechnologies permet d’envisager des traitements innovants en médecine qui vont révolutionner le domaine de la thérapie, en particulier pour la délivrance ciblée de molécules biologiquement actives, le traitement local de certaines maladies et dans le domaine de l’imagerie. Dans ce contexte, le projet NANOTHER concerne la conception, la synthèse et les applications thérapeutiques de conjugués de nanotubes de carbone (CNTs) et de nanoparticules (NPs) d’oxyde de fer fonctionnalisés. Ces conjugués hybrides seront exploités comme plate-forme multifonctionnelle pour l’imagerie et la thérapie. En effet, la combinaison des propriétés magnétiques des NPs aux caractéristiques des CNTs est une approche innovante qui ouvrira de nouvelles perspectives dans le domaine de l’imagerie, pour l’activation et la manipulation in vivo via une stimulation magnétique. Les CNTs sont très prometteurs pour des applications biomédicales car ils sont capables de traverser de nombreuses barrières biologiques. De plus, leur facteur de forme très élevé et leur grande surface spécifique permettent de les fonctionnaliser avec différentes molécules d’intérêt.
Dans le projet NANOTHER, nous proposons de préparer des CNTs magnétiques par remplissage de leur cavité interne ou par décoration de leur surface externe avec des NPs magnétiques telles que des NPs d’oxyde de fer. Ainsi, les CNTs posséderont des propriétés magnétiques et auront un fort potentiel dans le domaine de l’imagerie, ainsi que pour l’hyperthermie. Les NPs d’oxyde de fer apporteront de nouvelles fonctionnalités aux CNTs pour l’imagerie puisque ces NPs sont utilisées comme agent de contraste pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM), et pour la thérapie en induisant une hyperthermie sous l’effet d’un champ magnétique. Grâce à leurs propriétés optiques, les CNTs absorbent la lumière proche infra-rouge (IR) et convertissent l’énergie lumineuse en chaleur. Cette propriété sera également envisagée dans le cadre du projet comme alternative à l’hyperthermie induite par un champ magnétique. La quantité nécessaire de CNTs pour induire une ablation thermique sous irradiation IR est faible par comparaison avec la quantité de NPs d’oxyde de fer requise par application d’un champ magnétique haute fréquence. Par conséquent, la stratégie de NANOTHER basée sur une double thérapie exploitant les propriétés multifonctionnelles d’un même nano-objet présente de nombreux avantages pour le traitement du cancer. Les complexes CNTs/NPs seront utilisés pour de l’imagerie via la fonctionnalisation des CNTs ou des NPs avec des dendrimères possédant des agents chélatants de différents radionucléides. Le choix de molécules dendritiques est motivé par le fait que leurs caractéristiques (taille, caractère hydrophile, poids moléculaire, biocompatibilité) dépendent du degré d’arborescence. Pour améliorer l’efficacité du traitement par hyperthermie et afin de permettre un meilleur contraste, nous envisageons de fonctionnaliser les complexes CNTs/NPs avec des agents de ciblage. Le développement d’agents de contraste pour l’IRM avec des fonctions de ciblage pourrait améliorer sensiblement la détection d’une maladie particulière, grâce à l’accumulation des agents de contraste dans la région d’intérêt. Dans une approche alternative, les propriétés magnétiques des conjugués CNTs/NPs seront également exploitées pour concentrer les complexes au niveau de la zone à traiter par application d’un champ magnétique. Les CNTs seront détectables par IRM pour permettre des études de biodistribution. Il sera possible d’améliorer l’internalisation des conjugués par application d’un champ magnétique oscillant. Enfin, nous envisageons de produire un effet cytotoxique en induisant un stress intracellulaire via la rotation des CNTs sous l’effet d’un champ magnétique. Le potentiel thérapeutique de ces hybrides multifonctionnels sera appliqué in vivo à deux modèles de cancer: le neuroblastome et le mélanome.