Ecole Doctorale Carnot-Pasteur Proposition de sujet de thèse Intitulé français du sujet de thèse proposé : Conception et évaluation d’agents d’imagerie moléculaires multi-modaux pour le diagnostic du cancer Intitulé en anglais : Synthesis and evaluation of multimodal imaging agents for cancer diagnosis Unité de recherche : Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne ICMUB - UMR CNRS 6302 - Equipe P2DA Nom, prénom et courriel du directeur (et co-encadrant) de thèse : Pr Franck DENAT (HDR, directeur), [email protected] Dr Victor GONCALVES (co-encadrant), [email protected] Domaine scientifique principal de la thèse : Chimie Domaine scientifique secondaire de la thèse : Biologie Description du projet scientifique Le diagnostic et le suivi thérapeutique des patients atteints d’un cancer repose, en grande partie, sur les techniques d’imagerie médicale. Afin d’obtenir des images bien contrastées, permettant de détecter facilement les tumeurs et leurs métastases dans l’organisme, il est nécessaire d’identifier des agents d’imagerie capables de s’accumuler préférentiellement dans les tissus tumoraux et d’être éliminés rapidement des tissus sains. Une stratégie permettant d’obtenir de tels résultats consiste à associer une sonde d’imagerie (nucléaire ou optique) à un agent de ciblage (petite molécule, peptide ou protéine…) capable de reconnaître spécifiquement une cible surexprimée par les cellules tumorales. Deux objectifs seront poursuivis dans le cadre de cette thèse : Un premier objectif consistera à développer de nouveaux agents d’imagerie ciblant la PSMA ou Prostate-Specific Membrane Antigen. La PSMA est un excellent marqueur du cancer de la prostate et elle peut être ciblée au moyen de petites molécules de la famille des urées (analogues de dipeptides). Certains de ces agents sont déjà utilisés chez l’homme.1 Dans le cadre de la thèse, nous marquerons l’un de ces ligands au moyen de sondes pour l’imagerie TEP (Cu-64, Ga-68 et F-18) et de sondes bi-modales pour l’imagerie optiqueSPECT. Ce travail nous permettra de valider de nouvelles sondes et méthodes de bioconjugaison/radiomarquage, et éventuellement d’identifier de nouveaux agents d’imagerie qui pourront être menés en clinique. Ce travail sera réalisé en collaboration avec le groupe du Pr Helmut Maecke (Allemagne), qui prendra en charge l’évolution sur modèle animal des composés synthétisés. Un second objectif consistera à développer de nouveaux vecteurs de ciblage. Nous nous intéressons plus particulièrement à une cible appelée Hsp70 (Heat Shock Protein 70) dont l’expression est fortement augmentée en réponse à des stress. Il a été mis en évidence que Hsp70 est sur-exprimée dans de très nombreux types de cancers (cancers du sein, poumon, prostate, foie, etc). De plus, Hsp70 est présente à la surface des cellules tumorales, alors qu’elle est intracellulaire dans les tissus sains. Ces différents éléments font de Hsp70 une cible de choix pour l’imagerie moléculaire. En 2011, le groupe dirigé par le Dr Carmen Garrido (Inserm U866) a identifié une petite protéine (appelée aptamère) capable de se lier fortement et sélectivement à Hsp70.2 Nous chercherons à marquer de façon mono- ou multi-modale cet aptamère pour en faire un agent d’imagerie. Une fois l’agent d’imagerie validé in vitro, nous procéderons à son évaluation in vivo sur des souris, par fluorescence et/ou imagerie nucléaire. Compte-tenu du caractère pluri-disciplinaire de ce sujet de thèse, nous recherchons un(e) chimiste organicien de formation, ayant un fort attrait pour l’interface chimie-biologie. L’étudiant sélectionné bénéficiera de l’expérience de l’équipe ICMUB en chimie, radiochimie, synthèse de sondes imageantes et leur conjugaison à des biomolécules 3,4, ainsi que de l’expertise de l’équipe de C Garrido en biologie des protéines chaperones et de celle du Pr H Maecke dans le développement préclinique et clinique d’agents d’imagerie. Collaborations : Plateforme CGFL d’imagerie du petit animal (Dr Bertrand Collin), Société Chematech (macrocycles azotés pour l’imagerie moléculaire), Dr Carmen Garrido (INSERM, Dijon), Pr Helmut Maecke (Université de Fribourg, Allemagne) Références : 1 Pomper MG et al. PET imaging in prostate cancer: focus on prostate-specific membrane antigen. Curr Top Med Chem. 2013,13, 951-62. 2 Garrido C et al. Peptides and aptamers targeting HSP70: a novel approach for anticancer chemotherapy. Cancer Res. 2011, 71, 484-95. 3 Denat F et al. First bodipy-DOTA derivatives as probes for bimodal imaging. Chem Commun. 2010, 46, 8267-9. 4 Denat F et al. Dual Labeling of Lipopolysaccharides for SPECT-CT Imaging and Fluorescence Microscopy. ACS Chem Biol. 2014, 9, 656-62. Connaissances et compétences requises : Exigé : Master 2 Recherche en chimie avec de solides compétences en synthèse organique. Bonne maîtrise de l’anglais. Préférable : Connaissances en biochimie, en radiochimie et en imagerie moléculaire.