Des particules luminescentes pour l’imagerie médicale

Le Masne De Chermont Q., et al. Proc Natl Acad Sci USA 2007, 104: 9266-71

Le développement récent des techniques d’imagerie in vivo répond à un besoin croissant des biologistes et des médecins, aussi bien pour la détection précoce de maladies que pour l’évaluation des thérapies exploratoires et cliniques. Les techniques d’imagerie sont nombreuses : IRM, scanner, échographie, ou utilisant les radioéléments (scintigraphique SPECT ou positons PET). Cependant, pour une application de dépistage, l’imagerie optique, qui utilise les photons comme source d’information, pourrait représenter une solution très attrayante, en particulier parce que les sondes optiques ,non radioactives, peuvent être produites et conservées facilement, et parce que les détecteurs photoniques, extrêmement sensibles, sont de coût modéré.

La perspective d’un dépistage optique de tumeurs du sein est apparue très intéressante à l’équipe de Daniel Scherman, de l’unité mixte Inserm 640 (Paris), qui a lancé un projet interdisciplinaire en collaboration avec l’UMR 7574 du CNRS, l’ENSCP (École nationale supérieure de chimie de Paris) et l’Université Pierre-et-Marie-Curie pour la chimie du solide, et la société Biospace Lab pour l’aspect imagerie. Les sondes optiques actuelles, telles que les quantum dots, utilisent la fluorescence, qui souffre de limitations notamment dues à la faible pénétration de la lumière excitatrice, ainsi qu’à l’autofluorescence des tissus qui induit un signal parasite réduisant considérablement la sensibilité de la méthode. Pour pallier ces limites, les équipes partenaires ont introduit le concept de nanoparticules à luminescence persistante, ayant la propriété d’emmagasiner l’énergie lumineuse lors d’une illumination préalable, pour ensuite la réémettre longtemps après la fin de l’excitation. À ce jour, aucun matériau à luminescence persistante utilisable in vivo n’avait été obtenu.

Les nanoparticules issues des travaux de l’équipe répondent au but recherché. Elles sont pré-excitables et injectables dans les tissus ou la circulation. Leur signal est détectable durant plusieurs heures, et se trouve totalement exempt de toute composante parasite, conduisant à des images plus quantitatives, ainsi qu’à l’acquisition de signaux issus des tissus profonds. Il est possible d’en modifier la surface tout en préservant leurs propriétés. Ainsi, d’importantes différences ont été observées sur la biodistribution des nanoparticules en fonction de leur charge de surface, ce qui est en concordance avec les résultats obtenus sur d’autres systèmes colloïdaux. Des expériences ont également porté sur la détection de tumeurs sur modèle murin, où l’augmentation de l’intensité lumineuse coïncide avec une hypervascularisation. Le champ d’application de ces nanoparticules est très vaste, pour l’instant chez le petit animal, et à terme chez l’homme. Outre l’amélioration de leurs propriétés optiques, un axe prioritaire de recherche est leur ciblage, en particulier vers les zones tumorales ou inflammatoires, un projet qui a été labellisé par le pôle de compétitivité Medicen-Santé.