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Accueil du site > Équipes > Équipe 3 : Biophysique des Nanosystèmes > Thèmes de recherche > Nanosystèmes et Théranostic

groupe Nanomédecine

Nanosystèmes et théragnostic

Chercheurs impliqués : L. Somaglino, W. Urbach et N. Taulier.

Collaborations nationales :

  • Institut des Biomolécules Max Mousseron : C. Contino-Pépin, A. Polidori,.
  • Institut Galien : N. Tsapis, E. Fattal,
  • Institut des Nanosciences de Paris : J.-L. Thomas.
  • Institut Jean le Rond d’Alembert : F. Coulouvrat, J.-M. Conoir,.
  • LIONS, CEA Saclay : P. Guénoun,.

Collaborations internationales :

  • Canada, Institut de Cardiologie de Montréal : R. Berti.
  • Norway, Oslo University Hospital : Q. Peng.
  • Suisse, Université de Genève : R. Salomir.

Collaboration industrielle :

  • IMT : Intelligence in Medical Technologies : P.-J. Touboul

Introduction :

La détection précoce et la libération ciblée de principes actifs sont deux objectifs majeurs dans la lutte contre le cancer. Une approche consiste à tirer profit du fait que les vaisseaux tumoraux sont perméables à des nanoparticules et que le drainage lymphatique des tissus tumoraux sont déficients. En effet, des nanoparticules de tailles comprises entre 100 et 400 nm sont susceptibles de s’échapper à travers les pores des vaisseaux et s’accumuler dans les tissus tumoraux. Ainsi nos nanoparticules peuvent être utilisées d’une part pour détecter la présence de la tumeur et d’autre part pour libérer des principes actifs au niveau de la tumeur. Ainsi, en associant un test diagnostic à une thérapie elles serviront de parfaits agents théragnostiques.

Production d’agents théragnostiques nanométriques. Les agents théragnostiques à l’étude sont des nanogouttes perfluorocarbonées encapsulées soit par un polymère (Coll. avec Institut Galien), soit par un tensioactif fluoré (Coll. avec Institut des Biomolécules Max Mousseron). Nous étudions différentes approches qui permettent d’une part, d’obtenir des nanoémulsions de tailles comprises entre 100 et 400 nm avec une faible polydispersité et d’autre part, d’encapsuler facilement divers principes actifs.

Propriétés théragnostiques. Nous évaluons la capacité de ces nanoparticules à être des agents de contraste pour l’échographie (projet nUCA) et l’IRM du fluor (projet SonoTherag) avec une libération des principes actifs contrôlée par ultrasons.

Propriétés élastiques et structurales. Nous caractérisons les diverses propriétés de ces nanoparticules, notamment : la distribution en taille, la masse volumique, la compressibilité adiabatique, la tension interfaciale (lorsque la coque est composé de tensioactif) et la rigidité (lorsque la coque est composé de polymère). Ces données permettent d’une part de valider les modèles théoriques et numériques que nous développons ; et d’autre part de corréler les propriétés des nanoparticules à leur qualité des agents de contraste pour l’échographie (projet nUCA) et l’IRM du fluor (projet SonoTherag). Ces mesures permettent de corréler les propriétés physiques des nanoparticules à leur capacité à être de bons agents théranostiques. Ces données servent également à valider les modèles théoriques et numériques que nous développons.

Modélisation des interactions ultrasons-nanoparticules. Afin de prédire le comportement des nanoparticules sous un champ ultrasonore (échogénicité, vaporisation du cœur liquide et libération contrôlée des principes actifs) nous menons des simulations numériques de type différences finies et nous collaborons avec des théoriciens afin de développer des modèles analytiques prédictifs (projets NACUNAT puis NABUCCO).

Cette thématique regroupe les projets financés suivants :

  1. Projet NanoTherag (2014-2017), Appel d’offre EuroNanoMed II :
    • Institut des Biomolécules Max Mousseron, (Porteur : C. Contino-pépin)
    • Laboratoire d’Imagerie Paramétrique, (Partenaire : N. Taulier)
    • Oslo University Hopistal, Norway (Partenaire : Q. Peng)
    • Université de Genève, Suisse (Partenaire : R. Salomir)
    • IMT (Partenaire : P.-J. TOUBOUL)
  2. Projet NABUCCO (2013-2014), Plan Cancer 2009-2013 :
    • Institut Jean le Rond d’Alembert (Porteur : F. Coulouvrat)
    • Institut des Nanoscience de Paris (Partenaire : J.-L. Thomas)
    • Laboratoire d’Imagerie Paramétrique (Partenaire : N. Taulier)
    • Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire, CEA Saclay (Partenaire : P. Guenoun)
  3. Projet nUCA (2012-2015), Appel d’offre NanoBiotechnologies des Investissements d’Avenir :
    • Laboratoire d’Imagerie Paramétrique (Porteur : N. Taulier)
    • Institut des Biomolécules Max Mousseron (Partenaire : C. Contino-pépin)
    • Institut Galien (Partenaire : N. Tsapis)
    • Laboratoire de physique statistique de l’ENS (Partenaire : W. Urbach)
  4. Projet NACUNAT (2010-2013), Appel d’offre émergence UPMC 2010 :
    • Laboratoire d’Imagerie Paramétrique (Porteur : N. Taulier)
    • Institut Jean le Rond d’Alembert (Partenaire : F. Coulouvrat)
    • Institut des Nanoscience de Paris (Partenaire : J.-L. Thomas)

Publications :

  1. A model for ultrasound absorption and dispersion in dilute suspensions of nanometric contrast agents. F. Coulouvrat, J.-L. Thomas, K. Astafyeva, N. Taulier, J.-M. Conoir, W. Urbach. J. Acoust. Soc. Am. 132 (2012) 3748-3759. (DOI : 10.1121/1.4765639)
  2. Two-dimensional simulation of linear wave propagation in a suspension of polymeric microcapsules used as ultrasound contrast agents. G. Haïat, R. Berti, B. Galaz, N. Taulier, J.-J. Amman, and W. Urbach. J. Acoust. Soc. Am. 129 (2011) 1642-1652. (DOI : 10.1121/1.3543966)
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.