Synthèse et caractérisation de nanoparticules d'or multifonctionnelles pour la radiothérapie guidée par imagerie

La radiothérapie est aujourd'hui l'un des principaux traitements mis en œuvre dans le domaine de la lutte contre le cancer, malgré son manque de sélectivité dans la destruction des tissus. Afin d'augmenter la spécificité de la réponse tumorale à l'irradiation, l'accumulation au sein des tumeurs de nanoparticules radiosensibilisantes, capables d'augmenter les effets d'un traitement par irradiation, a été proposée. Le présent travail de thèse visait à synthétiser et à caractériser des nanoparticules d'or multifonctionnelles (Au@DTDTPA) pouvant être suivies in vivo par imagerie X, IRM et scintigraphie y et à évaluer leur capacité à être utilisées comme agents radiosensibilisants dans le cadre de la radiothérapie guidée par imagerie. L'étude de la biodistribution chez le rat sain des nanoparticules Au@DTDTPA réalisée par imagerie X, IRM et scintigraphie y a montré qu'elles circulent librement dans le flux sanguin sans être détectées par le système immunitaire et qu'elles sont excrétées par l'urine via la filtration rénale. Chez le rat porteur d'une tumeur cérébrale, les nanoparticules s'accumulent de façon transitoire dans la zone tumorale avant d'être éliminées par la voie urinaire. Le caractère radiosensibilisant des nanoparticules Au@DTDTPA a été démontré in vitro, en quantifiant l'augmentation du nombre de dommages infligés à l'ADN après irradiation de cellules de glioblastome humain U87 marquées par les nanoparticules par rapport aux cellules non marquées, à l'aide du test des comètes. La capacité de ces nanoparticules à augmenter les effets d'une irradiation a ensuite été démontrée in vivo chez des rats porteurs d'une tumeur osseuse agressive (ostéosarcome). L'injection intratumorale de nanoparticules Au@DTDTPA réalisée avant l'irradiation de la tumeur a permis de prolonger la survie de rats et de différer la réapparition de la tumeur par rapport aux groupes contrôles. Le suivi par IRM de l'accumulation des nanoparticules Au@DTDTPA au sein du site tumoral après leur injection intraveineuse chez des rats porteurs d'une tumeur cérébrale (gliosarcome 9L) a permis de mettre en œuvre l'irradiation par microfaisceaux X lorsque la répartition en nanoparticules était favorable. La survie des rats traités par cette méthode a été prolongée de façon importante par rapport aux groupes contrôles. Ce travail a révélé le potentiel des nanoparticules Au@DTDTPA pour la radiothérapie guidée par imagerie, qui repose à la fois sur la possibilité de les suivre par différentes techniques d'imagerie médicale (imagerie X, IRM, scintigraphie y) et sur la capacité d'exercer un effet radiosensibilisant après absorption de photons X