Nanoparticules, Cellules CAR T EGFR, Aimant, Immunothérapie, Sels aryldiazonium, Fonctionnalisation de surface, Fluorescence, Spectroscopie Raman et SERS, Bio-imagerie

Le cancer représente un défi majeur de santé publique mondiale et constitue la deuxième cause de décès, après les maladies cardiovasculaires, dans de nombreux pays. Récemment, l'immunothérapie a révolutionné le traitement des tumeurs solides, induisant un changement de paradigme en oncologie. Contrairement aux thérapies cytotoxiques traditionnelles, l'immunothérapie exploite le système immunitaire de l'organisme pour cibler et éliminer les cellules cancéreuses, conduisant à des réponses antitumorales durables. Des méthodes d'imagerie fiables sont essentielles pour une thérapie efficace contre le cancer, permettant l'administration in vivo et le suivi non invasif des agents anticancéreux dans les tissus cibles, améliorant ainsi les prédictions de réponse thérapeutique. Ce travail propose l'utilisation de trois modalités d'imagerie non invasives et quantitatives¿l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM), l'imagerie Raman et l'imagerie par fluorescence¿pour surveiller la biodistribution des cellules cancéreuses ou immunitaires marquées par des nanoparticules in vivo ou ex vivo. Nous visons à utiliser des nanoparticules pour le suivi et l'imagerie cellulaire des cellules HeLa, des lignées cellulaires T et des cellules EGFR CAR T dans des modèles murins avec des tumeurs solides, en tirant parti des caractéristiques distinctes de chaque nanoparticule pour améliorer nos méthodologies. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants: La première partie est consacrée à l'évaluation systématique de l'internalisation intracellulaire de nanoparticules magnétiques par des lymphocytes T porteurs d'un CAR dirigé contre le récepteur à l'EGFR. Cette évaluation vise à élucider les dynamiques comportementales in vivo des cellules immunitaires marquées par des nanoparticules d'oxyde de fer, de manière non invasive par IRM, chez la souris porteuse d'une xénogreffe tumorale exprimant EGFR et ce jusqu'à 14 jours après l'administration intraveineuse des CAR T. Nous avons également utilisé un aimant placé sur la tumeur pour augmenter par guidage magnétique l'infiltration des cellules CAR T dans les tumeurs solides afin d'améliorer leur efficacité antitumorale. Cette approche est conçue pour être applicable en clinique humaine et répondre au manque d'efficacité des thérapies cellulaires liée à la mauvaise infiltration des cellules CAR T dans les tumeurs solides. Nous avons ainsi exploré l'utilité de nanoparticules d'oxyde de fer magnétiques revêtues de citrate (γ-Fe2O3) pour marquer les cellules T porteuses de CAR sans perte de spécificité du CAR anti EGFR et de leur fonctionnalité antitumorale, permettant à la fois le suivi longitudinal par IRM et le ciblage magnétique des cellules CAR T vers des xénogreffes de tumeurs pulmonaires humaines chez la souris. La deuxième partie de cette étude se concentre sur la conceptualisation de nouvelles nanoparticules bimodales utilisant des nanoparticules de fluorure dopées aux métaux des terres rares et des sels de diazonium pour l'imagerie cellulaire par fluorescence et Raman. Deux sels d'aryldiazonium distincts, comportant des para-substituants, ont été sélectionnés pour formuler des étiquettes de fluorescence et SERS robustes basées sur les fluorures dopés aux métaux des terres rares, possédant ainsi des capacités de codage substantielles. Cette étude marque la première démonstration de l'effet d'amélioration Raman exhibé par les nanoparticules de fluorure. De plus, l'incorporation d'éléments de terres rares dopés, spécifiquement l'Europium (Eu) et le Terbium (Tb), confère la capacité pour l'imagerie par fluorescence simultanée. Cette double fonctionnalité améliore non seulement la diversité des modes d'imagerie, mais aussi traite les limitations inhérentes aux différentes approches d'imagerie. La combinaison des expériences d'imagerie Raman et de fluorescence a été validée par des études de preuve de concept impliquant des cellules HeLa après l'internalisation des nanoparticules.