Thérapie photodynamique et détection de l'apoptose (2006)

Les métallo-sulfophtalocyanines sont des photosensibilisateurs (PS) prometteurs pour la thérapie photodynamique (TPD). Le potentiel photodynamique de ces produits dépend grandement de leurs propriétés amphiphiliques. L'ajout d'un substituant lipophile sur le quatrième anneau benzylique du sulfophtalocyanine (PcS) modifie son hydrophobie globale. L'insertion d'une chaîne d'hydrocarbure de longueur variable module le degré d'hydrophobie. Pour identifier les caractéristiques optimales des ZnPcS, nous avons synthétisé une série de dérivés alkynyl du zinc trisulfophtalocyanines (ZnPCS[indice inférieur 3]C[indice inférieur n]) et comparé leurs propriétés amphiphiliques à un nombre de paramètres apparentés à leur potentiel photodynamique. L'hydrophobie, l'incorporation cellulaire et la phototoxicité de cinq ZnPCS[indice inférieur 3] substitués avec une chaîne de 2 à 16 carbones ont été analysées et comparées aux ZnPCS[indice inférieur 3] et ZnPCS[indice inférieur 2] non substitués afin de déterminer les principaux facteurs influençant l'activité photodynamique. La membrane plasmique influence-t-elle la relation entre l'hydrophobie et l'activité photodynamique? Afin d'élucider le rôle de membrane plasmique, nous avons posé l'hypothèse que l'internalisation des ZnPcS dépendait du degré d'hydrophobie et de la perméabilité sélective de la membrane plasmique. Nous avons utilisé le marqueur fluorescent (TMA-DPH) comme indicateur pour visualiser la distribution sub-membranaire de la série de ZnPcS[indice inférieur 3]C[indice inférieur n] et pour détecter les modifications de la perméabilité membranaire avant et après TPD pour chacun des ZnPcS. L'apoptose (mort cellulaire programmée) joue un rôle important dans la pathophysiologie de plusieurs maladies incluant le cancer. Sa détection pourrait être un atout pour évaluer l'efficacité des traitements.Les dérivés radioactifs de l'annexine-V (AnxV) sont exploités en raison de l'affinité de l'annexine (Anx) pour la phosphatidylsérine (PSer), un marqueur de la surface des cellules apoptotiques. Nous décrivons une méthode de pré-ciblage en trois étapes pour la détection de l'apoptose par tomographie d'émission de positrons (TEP) utilisant le [indice supérieur 64]Cu-DOTA-biotine-Streptavidine ([indice supérieur 64]Cu-DOTA-biotine-SAv) comme traceur. Cette méthode se base sur l'affinité de la streptavidine (SAv) pour la biotine. L'apoptose est induite par TPD dans un modèle tumoral, en utilisant un laser et des métallodisulfophtalocyanines (MPCS[indoce inférieur 2]) comme PS.Les cellules apoptotiques sont préciblées avec l'anx-V biotinée après TPD, suivies 2 heures plus tard par une clairance avec l'avidine (Av) pour réduire le niveau des composés biotinés libres. Après une autre période de 2 heures, le [indice supérieur 64]Cu-DOTA-biotine-SAv est injecté dans la veine de la queue de l'animal. L'imagerie débute 30 minutes après cette injection pour une durée maximale de 9 heures. Nos résultats confirment les faits suivants: (a) l'hydrophobie des ZnPCS[indice inférieur 3]C[indice inférieur n] augmente en fonction de la longueur de la chaîne alkynyl, favorise la dimérisation et réduit la capacité de produire de l'oxygène singulet ([indice supérieur 1]O[indice inférieur 2]), (b) l'hydrophobie in fluence le rapport monomère/dimère des ZnPcS dans les différents solvants, (c) l'amphiphilie joue un rôle significatif dans le pouvoir photodynamique, (d) ZnPCS[indice inférieur 3] substitué avec une chaîne de 6 ou 9 carbones donnent des composés alternatifs au ZnPCS[indice inférieur 2] , (e) la relation entre l'hydrophobie des ZnPcS et leur activité photodynamique est complexe et dépend de plusieurs facteurs inter connectés, (f) le taux d'internalisation de TMA-DPH serait un bon indicateur du degré d'hydrophobie des ZnPcS, (g) la membrane plasmique est une cible importante pour la TPD pouvant expliquer la relation entre l'hydrophobie et l'activité photodynamique, (h) la SAv marquée avec [indice supérieur 64]Cu par l'intermédiaire d'un complexe biotine DOTA conserve son affinité pour anx V, (i) l'emploi d'une forme biotinée non radioactive de l'anx V combinée avec un PÉT traceur permet une grande flexibilité d'adaptation de ce procédé à différents protocoles de traitement, (j) cette approche d'imagerie peut être utilisée comme méthode alternative au [indice supérieur 99m]Tc-anx V pour visualiser l'apoptose dans de nombreuses applications médicales et afin d'étudier les différences dans les mécanismes d'action.