ANR 2016 - CARGOLD - Nanofleurs superparamagnétiques

Nanofleurs superparamagnétiques : des transporteurs biorésorbables pour des nanoparticules d'or conçues pour la détection précoce de l'athérosclérose par un imageur IRM/TEP intégré

L’athérosclérose constitue un enjeu de santé publique considérable puisqu’elle est la cause dominante de la majorité des affections cardio-vasculaires. Elle est la première cause de mortalité par insuffisance coronarienne et accidents cérébraux et une cause majeure d’invalidité et de morbidité. Cette affection qui peut demeurer longtemps silencieuse (plusieurs décennies) conduit à la réduction du diamètre intérieur des artères par dépôt de cholestérol et par des modifications du tissu conjonctif du vaisseau. Il en résulte une diminution localisée de la circulation artérielle et un risque associé de thrombose qui peut interrompre brutalement et totalement la circulation dans le territoire irrigué par l’artère. Afin de prévenir les terribles conséquences de l’athérosclérose, il s’avère indispensable de détecter de manière précoce le développement de plaques d’athérome et en particulier celles promptes à la rupture. Parmi les nombreuses possibilités de détection, la combinaison de l’imagerie de résonance magnétique (IRM) et la tomographie par émission de positons (TEP) constitue une voie très prometteuse car, en alliant la haute résolution de l’IRM à l’extrême sensibilité de la TEP, elle devrait aboutir à localiser avec une grande précision les premiers signes de formation de plaques d’athérosclérose. 
La conception de sondes pour l’imagerie multimodale IRM/TEP représente donc une étape essentielle pour exploiter cette technique d’imagerie médicale dans le cadre de la détection précoce de plaques d’athérosclérose. C’est dans ce contexte que le projet CARGOLD réunit six partenaires aux compétences et savoir-faire reconnus et complémentaires (quatre partenaires académiques, une plateforme d’imagerie et un industriel spécialisé dans la synthèse à façon de nanoparticules multifonctionnelles). L’objectif majeur de CARGOLD consiste à élaborer des nanostructures multifonctionnelles dont les propriétés physico-chimiques rendent possible le ciblage spécifique des plaques d’athérosclérose, leur suivi par IRM et TEP simultanément et également par tomodensitométrie X (scanner) après injection intraveineuse, le traitement par hyperthermie magnétique et leur élimination par bio-dégradation et par voie rénale. Cette palette de propriétés devrait être obtenue en assemblant de manière contrôlée des nanofleurs biodégradables de maghémite et des nanoparticules d’or recouvertes d’une couche de chélates de gadolinium et d’émetteurs de positons et fonctionnalisées par des peptides capables de cibler les plaques d’athérosclérose. Bien que les nanoparticules d’or du projet CARGOLD présentent les caractéristiques requises pour une détection précoce de l’athérosclérose (immobilisation d’ions gadolinium et d’émetteurs ß+ pour un suivi par IRM et TEP, fonctionnalisation par un peptide pour le ciblage spécifique), cet objectif sera difficile à atteindre en raison de la rapidité avec laquelle ces nanoparticules sont éliminées par voie rénale. L’exploitation de ces nanoparticules d’or conçues pour l’imagerie multimodale ciblée nécessite donc de retarder leur élimination par voie rénale qui reste un pré-requis incontournable pour une application in vivo de nanoparticules non-biodégradables comme le sont les nanoparticules d’or. Leur immobilisation sur des nanofleurs d’une trentaine de nanomètres qui en plus de se comporter comme agent de contraste négatif pour l’IRM et agent thérapeutique pour l’hyperthermie magnétique sont dégradables en milieu biologique apparaît comme une solution pleine de promesses pour prolonger le temps de circulation et donc améliorer les capacités de ciblage de ces nanoparticules d’or conçues pour combiner un suivi simultané en IRM/TEP. 
L’utilisation de ces nanofleurs dégradables comme transporteur de nanosondes est donc censée renforcer le potentiel des nanoparticules d’or pour la détection précoce d’athérosclérose par IRM/TEP qui en retour permettra d’exploiter efficacement le pouvoir chauffant des nanofleurs.