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Nano-Agents de Contraste Ultrasonore thérapeutiques

Responsable : Nicolas Taulier

Description du sujet :

Dans notre groupe « bioacoustique des nanosystèmes », nous cherchons à concevoir de nouveaux Agents de Contraste Ultrasonore (ACU) de taille nanométrique. A cette fin, nous cherchons à comprendre et à établir les relations qui existent entre les propriétés acoustiques et physiques (structurales, élastiques, mécanique...) de l’agent de contraste. Nous travaillons en étroite collaboration avec des chimistes de la faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry et de l’Université d’Avignon qui ont réussi à fabriquer des candidats d’ACU dont on peut contrôler, avec précision, les propriétés physiques par une modification de leur chimie. Ces agents sont constitués d’un cœur perfluorocarbonné liquide (PFOB, PFH ou PFP) à température ambiante, encapsulé par une coque. Cette dernière est composée de molécules amphiphiles qui sont soit des polymères diblocks PLGA-PEG, soit des télomères contenant une ou deux chaînes fluorées. Nous avons montré que ces particules forment des nano-particules très stable en solution. Notre but est d’abord d’optimiser les propriétés de ces particules afin qu’elles deviennent de très bon agents de contraste. Pour cela, il faudra caractériser d’une part, leurs propriétés physiques, c’est-à-dire effectuer des mesures de masse volumique, de vitesse ultrasonore (afin d’obtenir la compressibilité ou la rigidité), de viscosité, de diffusion de la lumière (taille des particules) etc, et d’autre part les propriétés acoustiques (mesures d’atténuation) et du signal rétrodiffusé pour des fréquences entre 1 et 50 MHz). Ces mesures s’effectueront sur des agents ayant des structures et des chimies différentes afin d’établir quels sont les paramètres idéaux d’un agent de contraste ultrasonore nanométrique. Ces mesures nous servirons également à améliorer les outils de modélisation numérique en cours de développement dans notre groupe ainsi que le développement de nouveaux modèles analytiques fiables (en collaboration avec d’Alembert et l’Institut des Nanosciences de Paris). Ceux-ci nous aideront à terme à optimiser plus rapidement les futurs agents de contraste. Dans un second temps, nous voulons utiliser ces nouveaux ACU nanométriques pour des applications thérapeutiques. L’idée est d’encapsuler un principe actif dans l’ACU et induire la libération du principe par une destruction localisée de l’ACU à l’aide d’un onde ultrasonore de forte puissance. Nous avons déjà démontré la faisabilité de l’encapsulation de principes actifs dans nos agents et des mesures préliminaires de destruction ont été réussies in vitro. Il faudra donc caractériser le mécanisme de destruction de ces agents. Les mesures s’effectueront d’abord in vitro, en solution ou sur des cellules biologiques. Pour les agents les plus prometteurs des mesures in vivo seront effectuées avec pour application la thérapie liée à l’angiogénèse.

Abréviations utilisées :

PFOB : PerFluoro-Octyl Bromide / PFH : PerFluoroHexane / PFP : PerFluoroPentane, PLGA : Poly(Lactic-co-Glycolic Acid) / PEG : Poly(Ethylene Glycol).

Contrat : Ce projet est actuellement financé par l’UPMC dans le cadre de l’appel d’offre émergence 2010. Des demandes de financement supplémentaires sont en cours auprès de l’ANR.

Collaboration :
- Bernard Pucci et Christine Contino-pepin (Université d’Avignon) : synthèse des télomères
- Nicolas Tsapis et Elias Fattal (Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry) : synthèse des polymères
- François Coulouvrat et Jean-Marc Conoir (Institut Jean le Rond d’Alembert) : développement de nouveaux modèles analytiques.
- Jean-Louis Thomas (Institut des Nanosciences de Paris) : développement de nouveaux modèles analytiques.

Publications récentes du groupe sur le sujet :

- Experimental validation of a time domain simulation of high frequency ultrasonic propagation in a suspension of rigid particles. B. Galaz, G. Haïat, R. Berti, N. Taulier, J.-J. Amman, and W. Urbach. J. Acoust. Soc. Am. 127 (2010) 148-154.

- PDF Phospholipid decoration of microcapsules containing perfluorooctyl bromide used as ultrasound contrast agents. R. Diaz-Lopez, N. Tsapis, D. Libong, P. Chaminade, C. Connan, M.M. Chehimi, R. Berti, N. Taulier, W. Urbach, V. Nicolas, E. Fattal. Biomaterials 30 (2009) 1462-1472.

- PDF Perfluorooctyl Bromide Polymeric Capsules as Dual Contrast Agents for Ultrasonography and Magnetic Resonance Imaging. E. Pisani, N. Tsapis, B. Galaz, M. Santin, R. Berti, N. Taulier, E. Kurtisovski, O. Lucidarme, M. Ourevitch, B.T. Doan, J.-C. Beloeil, B. Gillet, W. Urbach, S.L. Bridal, E. Fattal, Adv. Funct. Mat. 18 (2008) 2963-2971

Proposition en format pdf - 471.9 ko