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Présentation

par Sophie Marchal - 16 juillet 2009

Le CRAN (Centre de Recherche en Automatique de Nancy, CNRS UMR 7039) propose des activités de recherche basées sur l’interaction des rayonnements avec les tissus biologiques (IRTB). Les membres de l’équipe IRTB font partie du groupe thématique Ingénierie Pour la Santé (IPS) dont le coordinateur est le Pr Didier WOLF. Cette équipe de recherche pluridisciplinaire composée de biologistes, médecins, radiophysiciens, traiteurs de signaux et d’images et moyens disponibles œuvrent pour une approche globale instrumentation-signal-photobiologie-validation expérimentale.

Enjeux

  • Appliquer et valider les connaissances acquises sur des modèles pré-cliniques afin d’optimiser et d’individualiser les protocoles de diagnostic et de traitement en cancérologie.
  • Augmenter l’efficacité des méthodes et des techniques de diagnostic et de soins en exploitant les interactions entre la lumière/et ou les rayons ionisants et les tissus.
  • Améliorer/optimiser :
    • La sensibilité et la spécificité clinique du diagnostic de lésions tumorales infra-cliniques,
    • L’efficacité de la localisation endoscopique (imagerie panoramique multi-spectrale),
    • La qualité de l’identification diagnostique (approche multimodalité),
    • L’efficacité thérapeutique (adressage de molécules photo-activables, dosimétrie),
    • Le réalisme de la modélisation du comportement des tissus biologiques sous différentes conditions d’irradiations lumineuses.

Originalité

-  Approche complète des problèmes allant des aspects fondamentaux (biologie) jusqu’au lit du malade (application clinique),
-  Pluridisciplinarité,
-  Outil clinique innovant en radiothérapie (Cyberknife),
-  Développement d’instruments et de méthodes de diagnostic, construction de stratégies thérapeutiques utilisant la lumière pour révéler et/ou traiter des lésions tumorales (combinaison de techniques aux sensibilités et aux résolutions spatiales et spectrales complémentaires).

Dans le domaine d’activité du GDR PHOTOMED, deux axes thématiques sont développés
-  Photothérapie (3 projets)
-  Photodiagnostic (2 projets)

PHOTOTHERAPIE
Evaluation de photosensibilisateurs nanovectorisés pour la thérapie ciblée

1) Les dendrimères d’ALA (acide aminolévulinique) : Application dans le traitement des cancers superficiels de la vessie et évolution vers une application métronomique de la PD
Coordinateurs : Lina BOLOTINE, Marie-Ange D’HALLEWIN

En collaboration avec le University College of London (A. MacRobert) qui développe l’ALA sous forme dendrimères, l’objectif est d’étudier la disparition d’ALA en faveur de l’apparition de PpIX par immunohistochimie, cytométrie en flux et microscopie de fluorescence in vitro. Les dendrimères sont appliqués en intravésical chez des rats porteurs de tumeurs pour évaluer leur spécificité, l’effet de l’illumination sur le photoblanchiment et la néo-synthèse de PpIX. Dans le but de pallier aux inconvénients liés à l’hypoxie photoinduite, les paramètres régissant l’application d’un traitement photodynamique métronomique par dendrimères seront évalués.

Partenaires
National Medical Laser Centre - University College of London, A. MacROBERT

Soutiens
Ligue régionale contre le cancer

PDF - 76.3 ko
ALA et dérivés pour la photothérapie des cancers de la vessie

2) Propriétés photobiologiques de photosensibilisateurs encapsulés dans les vésicules lipidiques
Coordinateur : Lina BOLOTINE

Le but est d’étudier les propriétés spectrales et thérapeutiques de PSs type chlorine encapsulés dans des membranes lipidiques de composition variable par spectroscopie et gel-chromatographie (collaboration V. Zorin, Minsk, et Biolitec AG, Allemagne) ainsi que leur redistribution avec les protéines du plasma en utilisant le phénomène de quenching photo-induit. La mise en évidence de la localisation intracellulaire de PSs libérée dans les cellules par microscopie de fluorescence confocale permet d’orienter les recherches sur les modes de mort cellulaire par immunohistochimie et immunofluorescence. Les voies de la mort cellulaire programmée (apoptose, autophagie) photoinduites sont déjà documentées dans les travaux de l’équipe. Le développement d’un modèle d’embryon aviaire (CAM Chick embryo chorioallantoic membrane) avec et sans tumeur implantée est en cours. Ce modèle, comparable à un modèle de souris xénogreffée, devrait permettre une observation minimalement invasive de divers phénomènes, tels que le flux sanguin, le diamètre du vaisseau et la pression en oxygène, ainsi que la survie de la tumeur.

Partenaires
Université d’Etat Biélorusse, V. ZORIN – Minsk

Contribution industrielle
Société BIOLITEC AG, Jena, Allemagne

Soutiens
Programme du ministère des affaires étrangères ECO-NET
Ligue régionale contre le cancer

PDF - 139.8 ko
Propriétés photobiologiques de la mTHPC

3) Thérapie ciblée stéréotaxique par irradiation : Intérêt des photosensibilisateurs de 4è génération
Coordinateur : Muriel Barberi-Heyob

Les stratégies développées consistent à améliorer le ciblage actif en PDT, tant des cellules cancéreuses que des néo-vaisseaux nourriciers de la tumeur. Notre approche anti-néovasculaire vise à asphyxier la tumeur en ciblant les cellules endothéliales vasculaires angiogéniques. Nous nous intéressons au ciblage de neuropiline-1 via le couplage avec des peptides affins pour ce récepteur. Notre futur sera d’étudier des nano-objets qui pourront apporter une réponse à cette problématique dans le domaine de la PDT anti-néovasculaire appliquée au traitement des tumeurs cérébrales guidé par imagerie. Les nano-objets magnétiques sélectionnés sont optimisés pour des applications à la fois en IRM et en PDT. Le tropisme du nano-objet donc de l’agent de contraste vis-à-vis de la tumeur cérébrale à irradier permet d’évaluer l’extension réelle de la lésion par IRM, contribuant à une optimisation des conditions du traitement. Notre réflexion et nos travaux portent sur des systèmes photosensibilisateurs de 4è génération utilisables en théranostic ou/et en bithérapie.

Partenaires

  • Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (LCPM), R. VANDERESSE, Nancy
  • Département de Chimie Physique des Réactions (DCPR), C. FROCHOT, Nancy
  • Centre de Recherche en Automatique de Nancy (CRAN), groupe thématique IRIS, T. BASTOGNE, Nancy
  • Laboratoire de Physico-Chimie des Matériaux Luminescents (LPCML), O. TILLEMENT, Lyon

Soutien
ANR
CPER
Ligue régionale contre le cancer

PDF - 27.4 ko
Thérapie ciblée stéréotaxique par irradiation

PHOTODIAGNOSTIC

1) Le diagnostic par utilisation de quantums dots (QDs)
Coordinateur : Frédéric Marchal

L’objectif diagnostique est de repérer le ganglion « sentinelle » dans le cadre du cancer du sein à l’aide de QDs. Une collaboration avec l’ESPCI (B. Dubertret) permet de développer de nouveaux QDs avec une faible toxicité (absence de métaux lourds) tout en respectant un rendement en fluorescence et une lymphotropicité adéquates dans un modèle animal de tumeur de sein métastasée. La biodistribution est effectué par un imageur en infrarouge (Fluobeam) et comparée aux résultats de spectroscopie de masse.

Partenaires
ESPCI, B. DUBERTRET - Paris
Fluoptics, Leti-CEA – Grenoble

Soutiens
INCa
Ligue régionale contre le cancer

PDF - 90.3 ko
QDs pour le diagnostic du ganglion sentinelle

2) L’identification diagnostique par approche multimodale
Coordinateur : Walter BLONDEL

Pour le diagnostic, un nouveau système d’imagerie par fluorescence combiné avec un système de détection de la lumière rétrodiffusée (collaboration V. Loschenov, Moscou,) est en cours de développement. Il est prévu de l’appliquer à des modèles 3-D en multicouches (billes de tailles différentes et fluorescentes ou non) suivi par l’in vivo.

Partenaires
Académie des Sciences de Russie, V. LOSCHENOV – Moscou

Permanents
Lina BOLOTINE, MCU-PH. Co-responsable thématique IRTB
Walter BLONDEL MCF, Co-responsable thématique IRTB
François GUILLEMIN, PU-PH, Chirurgien, Directeur du Centre de Lutte contre le Cancer Alexis Vautrin
Muriel BARBERI-HEYOB, Chargée de Recherche CAV
Marie-Ange D’HALLEWIN, Urologue
Henri-Pierre LASSALLE, MCF
Frédéric MARCHAL, PU-PH, Chirurgien
Sophie MARCHAL, Chargée de Recherche CAV
Aurélie FRANCOIS, Technicienne
Dominique MARIUS LE PRINCE, secrétaire



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