29 juillet 2013
Développement d’une architecture générique pour la construction de sondes moléculaires exploitant l’IRM du xénon 129
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Dans le cadre d’une collaboration entre l'IRAMIS/SIS2M et le DSV/iBiTec-S, une architecture moléculaire générique à base de cryptophane a été développée, donnant accès à des composés hydrosolubles et fonctionnalisables destinés à l’imagerie par résonance magnétique du 129Xe.

 

 

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) du proton est une technique puissante et non-invasive mais dont l’utilisation pour l’imagerie moléculaire reste limitée par une faible sensibilité si on la compare à l’imagerie optique en fluorescence ou aux techniques employées en médecine nucléaire. En tant qu’atome exogène, inoffensif, sensible à son environnement proche et ayant la capacité de voir son signal de résonance magnétique fortement amplifié grâce à des techniques d’hyper-polarisation, le xénon semble particulièrement bien adapté à l’imagerie moléculaire. Cependant, en l’absence de récepteurs spécifiques du Xe, l’adressage vers des cibles biologiques précises doit être réalisé grâce à des systèmes dédiés, combinant la prise en charge du gaz rare et la reconnaissance du tissu d’intérêt.

 
Développement d’une architecture générique pour la construction de sondes moléculaires exploitant l’IRM du xénon 129

CEA/B. Rousseau

Les cryptophanes sont des molécules cages qui présentent une forte affinité pour le Xe et induisent un signal spécifique de ce dernier en IRM. Le développement de ces molécules en tant que sondes pour l’imagerie du Xe a récemment bénéficié d’un enthousiasme lié à la grande sensibilité de la méthode. Cependant, les biosenseurs proposés à ce jour sont construits autour d’un cœur cryptophane hydrophobe. Il en résulte que ces composés ont tendance à s’insérer dans les membranes cellulaires ou à former des structures supramoléculaires (micelles ou vésicules), ce qui complique leur utilisation en milieu biologique. Le développement de nouveaux cryptophanes hydrophiles qui conservent de bonnes propriétés vis-à-vis du Xe est donc d’une importance primordiale pour leur application à l’imagerie bio-médicale.

Des chercheurs de deux services du CEA-iBiTec-S en collaboration avec un service de la DSM (SIS2M), ont conçu et synthétisé un nouveau cryptophane hydrosoluble, fonctionnalisable et adapté à l’IRM du Xe. Ce composé est divisé en deux parties complémentaires : un hémisphère pégylé conférant une bonne solubilité aqueuse ainsi qu’un caractère furtif (améliorant les paramètres pharmacocinétiques de la molécule) et un hémisphère portant des groupements alcynes permettant une fonctionnalisation aisée du senseur par chimie "click". Des tests préliminaires ont montré que les propriétés d’encapsulation du Xe (affinité, vitesse d’échange, relaxation du xénon) étaient parfaitement adaptées aux applications envisagées en IRM. Par ailleurs, il a été démontré que le produit n’était pas toxique aux concentrations utilisées pour les expériences d’imagerie.

 

Cette architecture moléculaire modulable donne accès à un grand nombre de sondes moléculaires biocompatibles et adressables exploitant l’IRM du xénon, ce qui permet d’envisager des expériences d’imagerie in vivo chez le petit animal dans un futur très proche.

Référence :

"Clickable" hydrosoluble PEGylated cryptophane as a universal platform for Xe-129 magnetic resonance imaging biosensors,
L. Delacour1, N. Kotera1, T. Traoré1, S. Garcia-Argote1, C. Puente1, F. Leteurtre2,  E. Gravel1, N. Tassali3, Céline Boutin3, E. Léonce3, Y. Boulard2,3, P. Berthault3, B.Rousseau1Chem. Eur. J. 19 (2013), 6089.

  1. iBiTecS, Service de Chimie Bioorganique et de Marquage (SCBM), CEA, 91191 Gif-sur-Yvette (France), Fax: (+33) 1-69-08-79-91
  2. iBiTecS, Service de Biologie Intégrative et de Génétique Moléculaire (SBIGeM), CEA, 91191 Gif-sur-Yvette (France)
  3. IRAMIS, Service Interdisciplinaire sur les Systèmes, Moléculaires et les Matériaux (SIS2M), Laboratoire Structure et Dynamique par Résonance Magnétique, CEA, 91191 Gif-sur-Yvette (France)

Le fait marquant sur le site de l'IBiTec-S.

Contact CEA/IRAMIS : Patrick Berthault.

 

Maj : 25/09/2013 (2184)

 

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