Programme

34ème Congrès Annuel de la SFT - Paris, 20-21 octobre 2008

Nanotechnologies : Evaluation du risque toxique


Modalités d'imagerie in vivo pour l'étude de la distribution des nanoparticules

Alain Le Pape 1,2 , Joël Guillemain 3 , Stéphanie Lerondel 1
1 CIPA-TAAM UPS44 Orléans, 2 INSERM U618 Tours, 3 Biopharm Consulting Tours


Le développement des nouvelles techniques exploitant les propriétés de la matière condensée sous forme de particules de dimension nanométrique offre des perspectives technologiques et économiques très importantes. En 2007, la base de données Nanowerk recensait plus de 1350 nanoparticules commercialisées.

Ces nanoparticules sont susceptibles de pénétrer dans l'organisme, soit intentionnellement (applications actuelles en cosmétologie ou en médecine comme traceurs à visée diagnostique ou vecteurs de principes actifs à visée thérapeutique), soit accidentellement à partir d'une contamination de l'environnement.

Pour l'étude la biodistribution de ces nanoparticules comme pour l'approche pharmacocinétique et toxicocinétique, les modalités d'imagerie radioisotopiques par Tomographie d'Emission Mono Photonique (TEMP) et Tomographie d'Emission de Positons (TEP) sont les plus contributives. Elles sont en effet tout particulièrement adaptées à la détermination de l'exposition des organes cibles, par exemple dans le cas des médicaments vectorisés, après administration par les voies inhalée, orale ou intraveineuse.

Une attention toute particulière doit être portée au choix du radioélément dont la période doit être compatible avec la durée du phénomène exploré ainsi qu'à la procédure de radiomarquage. En effet, dans la plupart des cas, il n'est pas envisageable de nucléariser le process de préparation des nanoparticules ; celles-ci doivent donc être préparées sous une forme fonctionnalisée compatible avec un radiomarquage extemporané en surface qui ne doit pas interférer avec leur propriétés intrinsèques et qui doit être stable in vivo.

Le développement récent de la Tomographie Moléculaire de Fluorescence (TMF) et de la Fluorescence Résolue en Temps (FRT) mettant en œuvre des fluorochromes stables in vivo pendant plusieurs jours et émettant dans le proche infra rouge, permet désormais une imagerie 3D et quantitative, opérationnelle avec 2 fluorochromes simultanément. Il devient donc possible de documenter dans le même temps d'imagerie la biodistribution du vecteur nanoparticulaire et du médicament vectorisé. Le spectre d'émission de la fluorescence étant sensible au microenvironnement moléculaire du fluorochrome, une imagerie spectrale permet d'obtenir des informations complémentaires sur la distribution des nanoparticules ou médicaments fluorescents dans différents compartiments des sites de séquestration ou des processus de translocation..

L'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a suscité un développement important de différents types de nanoparticules, en particulier d'oxyde de fer depuis les années 90, avec des améliorations sensibles de l'imagerie du foie (Endorem) ou des ganglions (Sinerem, USPIO) avec désormais la possibilité de documenter à un niveau de résolution histologique la migration de cellules ayant internalisé des nanoparticules paramagnétiques.

Ce potentiel de l'imagerie in vivo pour l'étude de la biodistribution des nanoparticules est complété par les modalités d'imagerie moléculaires et fonctionnelles pour évaluer de manière non invasive et au cours du temps des effets pharmacologiques ou toxiques. Les modèles de rongeurs transgéniques bioluminescents exprimant le gène de la luciférase sous le contrôle d'un promoteur spécique ainsi que les sondes moléculaires fluorescentes activables in vivo, de développement récent, devraient constituer des ressources d'un intérêt potentiel considérable pour les études de tolérance et les approches mécanistiques.