Synthèse de molécules optimisées pour l'absorption de la radiation Cherenkov : applications à l'imagerie optique et à la thérapie photodynamique

Ce projet de thèse avait pour but de synthétiser des molécules capables d’absorber la radiation Cherenkov (processus de CRET) et de les étudier en biologie pour développer les concepts d’imagerie par luminescence Cherenkov proche infrarouge (CLI-NIR) et de thérapie photodynamique Cherenkov (PDT-CR). L’utilisation de cette source d’énergie Cherenkov dans le domaine médical est relativement jeune (2009). En 2019, la synthèse de molécules spécialement dédiées pout une utilisation optimale du CR n’est pas encore répandue. Ainsi, une série de plateformes moléculaires ont été conçues, soit pour générer de la lumière dans une optique de diagnostic (fluorophores), soit pour générer des espèces réactives de l’oxygène dans une optique thérapeutique (photosensibilisateurs). Nous avons également proposé une autre utilisation biomédicale encore inédite de la radiation Cherenkov : l’activation de molécules pouvant libérer du monoxyde de carbone (photo-CORM).Il fut ainsi nécessaire de développer des fluorophores et des photosensibilisateurs associés à des antennes, pour leur permettre d’absorber au mieux la luminescence Cherenkov, dont le pic d’émission se situe dans la région de l’UV et du bleu du spectre électromagnétique. Les subphtalocyanines, les phtalocyanines et les cyanines 7 ont été choisies pour leurs propriétés de fluorescence et/ou photosensibilisatrices. Des antennes comme la coumarine et le pyrène ont été introduites sur ces plateformes.Les études photophysiques, en présence d’émetteurs Cherenkov, ont montré que certains « hybrides moléculaires » absorbent la luminescence Cherenkov et fluorescent dans le rouge/proche IR avec de bons rapports d’amplifications.L’étude de génération d’oxygène singulet et de phototoxicité sur cellules de mélanome murin en présence de radiation Cherenkov (à l’obscurité et en l’absence de tout autre rayonnement externe) a montré que d’autres « hybrides » sont de bons agents photosensibilisants.Ces travaux de thèse ont donc montré que le concept d’imagerie par luminescence Cherenkov proche infrarouge (CLI-NIR) permettrait d’obtenir un signal provenant d’une zone plus en profondeur par rapport à la CLI classique, et que la thérapie photodynamique activée par radiation Cherenkov (PDT-CR) permettrait de s’affranchir des contraintes de pénétrabilité tissulaire du faisceau d’irradiation en PDT classique.