Nouvelles stratégies pour la photothérapie dynamique et le drug-delivery par modélisation et simulation moléculaire
Novel strategies for photodynamic therapy and drug delivery by molecular modeling and simulation
par Basak FINDIK sous la direction de Antonio MONARI et de Saron CATAK
Thèse de doctorat en Chimie physique
ED 388 Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre

Soutenue le lundi 08 septembre 2025 à Université Paris Cité , Bo¿aziçi üniversitesi (Istanbul)

Sujets
  • Cancer -- Thérapeutique
  • Molécules -- Modèles
  • Photochimiothérapie
  • Photosensibilisants

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Mots clés
Photothérapie dynamique, Photosensibilisateurs, Modélisation moléculaire
Resumé
La photothérapie dynamique (PDT) est un traitement non invasif prometteur du cancer, basé sur l'activation de photosensibilisateurs (PS) avec une lumière appropriée pour produire des espèces réactives de l'oxygène cytotoxiques. Elle représente la stratégie thérapeutique la plus intéressante pour réduire les effets secondaires de la chimiothérapie et améliorer la qualité de vie globale des patients. Cependant, l'efficacité du traitement est souvent entravée par la pénétration limitée de la lumière visible dans les tissus, ce qui nécessite l'utilisation de PS activables dans l'infrarouge. En outre, la molécule de PS utilisée dans le traitement est souvent sujette à l'agrégation et présente des problèmes de solubilité qui limitent sa biodisponibilité. En raison de ces inconvénients, la PDT ne peut pas être utilisée efficacement malgré ses nombreux avantages par rapport aux modalités conventionnelles de traitement du cancer. Aujourd'hui, bien qu'il existe des molécules de PS dont l'utilisation est approuvée pour le traitement, elles restent limitées dans les applications topiques. La molécule de PS est le paramètre sur lequel il est possible d'intervenir pour améliorer l'efficacité du traitement, c'est pourquoi la recherche de molécules de PS efficaces est toujours en cours. Par conséquent, cette thèse vise à étudier les interactions des molécules PS, qui sont des dérivés tétrapyrroliques (5,10,15,20-Tétrakis(3-hydroxyphényl)chlore (m-THPC, Foscan) et pyrophéophorbide-a), avec des cibles d'intérêt (membrane cellulaire et récepteur de folate) et les changements possibles dans leurs propriétés photophysiques. À cette fin, la molécule photoactive mTHPC, qui interagit avec les systèmes d'administration de médicaments passifs, a été encapsulée avec des unités ß-CD dans un rapport 1:2 pour former un complexe et placée près de la membrane cellulaire. Cette partie de l'étude a permis d'élucider les interactions du complexe encapsulé avec les composants de la membrane. Ensuite, pour améliorer son utilisation dans les tissus profonds, le mTHPC a été décoré avec des structures absorbant deux photons. Leurs propriétés photophysiques, leurs capacités d'encapsulation et leurs interactions avec les membranes ont été étudiées. Ensuite, en utilisant des simulations de dynamique moléculaire à l'échelle µ combinées à des approches de mécanique quantique/moléculaire, le comportement d'un médicament PDT (pyrophéophorbide-a) fonctionnalisé avec une unité d'acide folique ciblant le récepteur de folate (FR-alpha), qui est surexprimé dans les cellules de cancer de l'ovaire, a été étudié dans le contexte de systèmes actifs de délivrance de médicaments. Par la suite, le récepteur de folate a été ancré à la membrane du modèle biologique. Outre le comportement du récepteur, les propriétés de liaison du folate et du médicament PDT ont été examinées et la possibilité d'une interaction avec la membrane cellulaire a été étudiée.