Note ABES Design and validation of iron oxide-based theranostic nanoplatforms combining magnetic hyperthermia and/or photothermia for the treatment of head and neck cancers Conception et validation du ciblage de nanoplateformes théranostiques à base d'oxyde de fer combinant hyperthermie magnétique et/ou photothermie pour le traitement des cancers tête et cou Nanoparticules d’oxyde de fer Theranostic Décomposition thermique IRM Hyperthermie magnétique Photothermie Ciblage actif Iron oxide nanoparticles Theranostic Thermal decomposition MRI Magnetic hyperthermia Photothermia Active targeting 541.3 615.19 Nanoparticules d'oxyde de fer Emploi en thérapeutique Théranostique Cancer -- Thérapeutique Thermothérapie Pour améliorer le traitement du cancer, il est nécessaire de développer des nanoparticules théranostiques multifonctionnelles capables, en un seul nano-objet, de cibler et de diagnostiquer sélectivement par IRM les tumeurs et de fournir un double traitement thérapeutique par hyperthermie magnétique (HM) et photothermie (PTT). Les nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques sont des candidats théranostiques très prometteurs car ce sont des agents de contraste T2 bien connus et déjà commercialisés pour l'IRM et, en jouant sur leur design, il est possible d’augmenter leur efficacité en tant qu’agent de contraste et en tant qu’agent thérapeutique pour l’hyperthermie. En ajustant des paramètres expérimentaux de la synthèse par décomposition thermique, nous avons été capables de synthétiser des nanoparticules d’oxyde de fer de tailles et formes variées. Après leur dendronisation, leur efficacité en tant qu’agents de contraste pour l’IRM et en tant qu’agents chauffants pour les deux thérapies ont été évaluée. Parmi les nanoparticules testées, les nanosphères de 20 – 25 nm de diamètre, ainsi que les nanocubes de 15 - 20 nm de longueur sont les plus prometteurs pour combiner efficacement IRM, MH et PTT. Un autre défi majeur à relever pour avoir une nanoplateforme théranostique efficace est d'augmenter l'internalisation des nanoparticules dans le site tumoral après injection intraveineuse. En effet, elles sont principalement accumulées dans la tumeur par l'effet EPR, et l'internalisation des nanoparticules n'est souvent pas assez élevée pour assurer un diagnostic et une thérapie fiables et efficaces. Ainsi, nous avons développé une stratégie de ciblage dit actif pour cibler les cancers de type tête et cou. Un ligand de ciblage (nommé P22) ciblant le récepteur EGFR surexprimé dans ce type de cancer a été sélectionné et une stratégie pour le coupler et le doser à la surface des nanoparticules a été développée. Des études in vitro et in vivo ont prouvé son efficacité pour augmenter l'internalisation des nanoparticules dans les cellules tumorales. To improve cancer treatment, there is a need to develop multifunctional theranostic nanoparticles capable of selectively targeting and diagnosing tumors by MRI and providing dual therapeutic treatment by magnetic hyperthermia (MH) and photothermia (PTT) in a single nano-object. Superparamagnetic iron oxide nanoparticles are very promising theranostic candidates as they are well known and already commercialized T2 contrast agents for MRI and, by playing with their design, it is possible to increase their efficacy as a contrast agent and as a therapeutic agent for hyperthermia. By adjusting experimental parameters of the thermal decomposition synthesis, we were able to synthesize iron oxide nanoparticles of various sizes and shapes. After their dendronization, their effectiveness as contrast agents for MRI and as heating agents for both therapies were evaluated. Among the tested nanoparticles, nanospheres of 20 - 25 nm in diameter, as well as nanocubes of 15 - 20 nm in length are the most promising to effectively combine MRI, MH and PTT. Another major challenge to have an effective theranostic nanoplatform is to increase the internalization of nanoparticles in the tumor site after intravenous injection. Indeed, they are mainly accumulated in the tumor by the RPE effect, and the internalization of nanoparticles is often not high enough to ensure a reliable and effective diagnosis and therapy. Thus, we have developed a so-called active targeting strategy to target head and neck cancers. A targeting ligand (named P22) targeting the EGFR receptor overexpressed in this type of cancer was selected and a strategy to couple and dose it to the surface of nanoparticles was developed. In vitro and in vivo studies have proven its effectiveness in increasing the internalization of nanoparticles in tumor cells. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 15004714 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-05096224 application/pdf 14897137 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/FREIS_Barbara_2022_ED182.pdf http://www.theses.fr/2022STRAE033/abes https://theses.hal.science/tel-05096224 https://theses.hal.science/tel-05096224 https://theses.hal.science/tel-05096224 Freis Barbara 1996-05-18 FR 270442936 1207004711T 21615519 4200003 https://theses.fr/2022STRAE033 2022STRAE033 https://doi.org/10.70675/ab96fd3ez2b52z4042za1dfz97452798e81e 2022-12-15 Chimie physique Strasbourg 131056549 Université de Mons (Belgique) MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 190187433 Doctorat Docteur es non oui Bégin-Colin Sylvie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 077294874 Laurent Sophie MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 197209629 Jierry Loïc MADS_PRESIDENT_DU_JURY 084342242 Journe Fabrice MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 27044825X Raquez Jean-Marie MADS_RAPPORTEUR_1 132792605 Gazeau Florence MADS_RAPPORTEUR_2 153127651 École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 182 156500019 Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 151842973 93794 ddc:540 ddc:610 Université de Mons (Belgique) Bégin-Colin Sylvie Laurent Sophie Jierry Loïc Journe Fabrice Raquez Jean-Marie Gazeau Florence École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....) Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg) PDF 15004714 confidentialité 2022-12-15 2024-12-15 confidentialité 2022-12-15 2024-12-15 restriction 2022-12-15 2024-12-15 confidentialité 2022-12-15 2024-12-15 confidentialité 2022-12-15 2024-12-15