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Des chercheurs du CBM ont développé une méthode de détection quantitative du zinc par IRM

par Frapart - publié le

L’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) a longtemps été dédiée à l’obtention d’images anatomiques ou fonctionnelles. Plus récemment, de nouvelles applications en imagerie moléculaire ont vu le jour. Le but de cette dernière est de caractériser l’état physico-chimique des tissus, comme leur pH, la présence d’enzymes, de métabolites ou d’ions. En général ces paramètres ou molécules peuvent être la signature d’une pathologie donnée. Leur détection permettrait donc à long terme de faire du diagnostic précoce car leurs variations apparaissent bien avant les changements morphologiques qu’ils entrainent (et qui sont suivis par IRM classique). Contrairement à l’imagerie traditionnelle, en imagerie moléculaire, il est indispensable d’avoir un agent de contraste spécifique de l’évènement à détecter, appelé agent responsif ou « intelligent ». L’IRM est particulièrement adaptée à de telles applications car l’efficacité d’un agent de contraste peut être spécifiquement modulée par un paramètre physiologique. Bien qu’il existe de nombreux agents « intelligents » dans la littérature, peu ont encore atteint des applications in vivo, en particulier à cause du manque de quantification. En effet, la concentration locale de la sonde IRM doit être connue afin de pouvoir attribuer, de façon certaine, les variations de signaux IRM observées aux changements d’efficacité de la sonde dus à la présence du paramètre à détecter, et non à sa concentration locale.
Pourtant d’autres techniques comme l’imagerie nucléaire (tomographie par émission de positons TEP ou tomographie par émission monophotonique TEMP) sont quantitatives et le signal généré ne dépend pas de l’environnement. La combinaison de ces deux techniques est donc très intéressante afin d’accéder à une détection quantitative des paramètres physiologiques. Ce potentiel a été reconnu il y a déjà quelques années mais les applications sont restées limitées et uniquement pour la détection du pH.

Figure 1 : Structure de la sonde pour la détection du zinc et principe


Les chercheurs ont ici proposé d’utiliser les propriétés spécifiques des lanthanides, chimie similaire et propriétés physiques très différentes afin d’utiliser un cocktail de complexes de lanthanides(III) pour la détection du zinc. En effet, le complexe de Gd(III), actif en IRM, peut être utilisé conjointement avec un complexe d’165Er(III) actif en TEMP. Ces derniers auront une biodistribution identique et le cocktail peut être ajusté afin de respecter la sensibilité des deux techniques. Le choix s’est porté sur l’165Er(III) car il a un temps de demi-vie optimal de 10.36h, et il émet des radiations X détectables en TEMP. De plus il est produit dans un cyclotron (instruments relativement disponibles sur le territoire) à partir d’166Ho et peut en être séparé. Cette étape de purification est absolument indispensable pour la quantification des cations métalliques car si l’ion parent froid est présent en trop grande quantité, cela va fausser la réponse IRM. Les chercheurs ont donc développé un nouvel agent de contraste comportant une partie complexante des lanthanides(III) pour l’imagerie, un espaceur et une partie spécifique à la reconnaissance du zinc (figure 1). Grâce à cet agent une preuve de concept de la détection du zinc in vitro a été obtenue.

Ces travaux ont été publiés dans Chemical Communications.

Kyangwi P. Malikidogo, Isidro Da Silva, Jean-François Morfin, Sara Lacerda, Laurent Barantin, Thierry Sauvage, Julien Sobilo, Stéphanie Lerondel, Eva Toth, Célia S. Bonnet, Chem. Commun. 2018, advance article
http://dx.doi.org/10.1039/C8CC03407A

Contact chercheur :
Célia Bonnet, Centre de Biophysique Moléculaire, Orléans - Celia.bonnet@cnrs.fr