Laboratoire Charles Coulomb UMR 5221 CNRS/UM2 (L2C)

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Elaboration et étude de nouveaux nanosystèmes hybrides avancés pour des applications biomédicales (ciblage, diagnostic et thérapie).

encadrant : Laurent ALVAREZ

par Christelle EVE - publié le

Les objectifs principaux de ce stage sont l’élaboration et l’étude de nouveaux nanosystèmes hybrides avancés pour des applications biomédicales (ciblage, diagnostic et thérapie).

Les nanotubes de carbone, chimiquement inertes, robustes, aux propriétés optiques particulières, sont d’excellents candidats potentiels pour des applications en nanomédecine. 1-4 Cependant, il est impératif de contrôler les propriétés physiques des nanotubes mais aussi de les moduler par la création d’un nano-système hybride (NSH). Plus précisément, le principe consiste en une fonctionnalisation externe (ciblage) et un confinement de molécules à l’intérieur du tube (diagnostic et thérapie). L’efficacité du NSH est clairement gouvernée par les interactions entre la matrice et les molécules confinées. Les progrès récents concernant l’élaboration des nanotubes bruts et des NSH 5-7 rendent aujourd’hui ce projet crédible.

Les nanotubes peuvent donc ainsi être utilisés comme nanovecteurs, offrant un contrôle spatiotemporel d’agents actifs, capables d’améliorer le diagnostic et l’efficacité thérapeutique.
La multi-fonctionnalité des nanosystèmes hybrides est obtenue de la façon suivante : i) un greffage covalent externe des nanotubes permet d’améliorer le ciblage des cellules malades et donc d’accroitre la quantité des nanosystèmes hybrides au sein de la tumeur ; ii) le confinement de molécules photo-actives dans la cavité des nanotubes permet d’amplifier l’absorption d’une radiation incidente et de déclencher des processus photo-induits (effet Raman résonnant, photoluminescence, effet photoacoustique…) assurant le diagnostic grâce à la détection in vivo (par rayonnement ou imagerie photoacoustique) et la thérapie par effet photothermique.
La première étape est donc l’élaboration des NSH : encapsulation (L2C) et greffage externe. La deuxième concerne l’étude, la compréhension et le contrôle des propriétés physiques des nanosystèmes hybrides (structure, interactions physiques, effets photo-induits…). En particulier, il sera de la plus haute importance de conférer au matériau des propriétés d’imagerie (effets Raman ou photo-acoustique) et la capacité de transformer le rayonnement incident en chaleur (pour la photothérapie). Les paramètres pertinents pour modifier et ajuster les différentes fonctionnalités seront : i) la nature des espèces fonctionnalisées (dehors et dedans) ii) le taux de fonctionnalisation iii) l’organisation supramoléculaire des espèces confinées iv) le diamètre des nanotubes v) le caractère métallique ou semiconducteur des nanotubes.
La nouveauté et l’originalité de cette étude est de combiner en HNS à puce, le ciblage et des fonctionnalités d’imagerie (pour le diagnostic) conjointement avec effet photothermique (pour la thérapie).

Références :

1 S. Marchesan et al. Materials today, (2015), 18, 12-19,
2 E. Heister et al.App. Mater. Interfaces, 2013, 5, 1870-1891
3 X. Wang et al. Chinese Science bulletin, 2012, 57, 2-3, 167-180
4 H. He et al. Bio. Med Research International, (2013), vol 2013, 1
5 L. Alvarez et al. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 5203
6 Y. Almadori et al., J. Phys. Chem. C 2014, 118, 19462
7 L. Alvarez et al. J. Phys. Chem, (2011), 115, 11898

Encadrant :
Laurent ALVAREZ, laurent.alvarez@umontpellier.fr 04 67 14 35 41


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