Centre de biophysique moléculaire - UPR 4301

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Complexes métalliques pour applications biomédicales

Agents de contraste en Imagerie par Résonance Magnétique

DESCRIPTIF DU TRAVAIL DE RECHERCHE

L’évolution spectaculaire de l’IRM dans le diagnostique clinique n’aurait pas été possible sans le développement parallèle des agents de contraste à base de GdIII. Ces agents permettent de mieux visualiser l’anatomie, de différencier des tissus malades et sains, ou de détecter le fonctionnement biologique.

Nos efforts sont concentrés sur la caractérisation physico-chimique des complexes monomériques ou macromoléculaires de GdIII en perspective d’une application comme agent de contraste. Nous nous intéressons particulièrement aux relations entre les paramètres microscopiques du chelate de GdIII (échange d’eau, dynamique de rotation, relaxation électronique) et son efficacité en IRM. Nous étudions également la stabilité thermodynamique et cinétique des complexes de GdIII car leur toxicité/non-toxicité in vivo est directement liée à ces propriétés.

Le développement des agents de contraste « intelligents », capables de visualiser l’état physico-chimique des tissus (pH, concentration de certains ions, etc.) représente aussi un important thème de recherche. Récemment, nous avons proposé une approche générale à la conception de nouvelles sondes PARACEST pour l’IRM sensibles à des enzymes. Les agents PARACEST (Paramagnetic Chemical Exchange Saturation Transfer) constituent une nouvelle classe d’agents de contraste IRM : l’échange des protons mobiles qu’ils contiennent avec l’eau des tissus environnants produit un effet détectable sur le signal de résonance magnétique de l’eau, observable sur les images.

ILLUSTRATION

Yb(DOTA-abz-bGal)- is a “smart” pro-PARACEST agent designed to detect b-galactosidase activity. Upon enzymatic attack, the self-immolative benzyloxycarbamate arm bearing the enzyme specific substrate is cleaved off and yields Yb(DOTA-NH2)-, endowed with a PARACEST effect. Yb(DOTA-abz-bGal)- is the first representative of a new family of molecular imaging probes that could offer the possibility of specific PARACEST detection for a large variety of enzymatic activities. (Chauvin, T ; Durand, P ; Bernier, M ; Meudal, H ; Doan, BT ; Noury, F ; Badet, B ; Beloeil, JC ; Tóth, E Detection of enzymatic activity by PARACEST MRI : a general approach to target a large variety of enzymes Angew. Chem. Int. Edit. (2008) 47 (23) 4370-4372

Liste des principales publications

Chauvin, T ; Durand, P ; Bernier, M ; Meudal, H ; Doan, BT ; Noury, F ; Badet, B ; Beloeil, JC ; Tóth, E Detection of enzymatic activity by PARACEST MRI : a general approach to target a large variety of enzymes Angew. Chem. Int. Edit. (2008)(in press)

Mishra, A ; Fousková, P ; Angelovski, G ; Balogh, E ; Mishra, AK ; Logothetis, NK ; Tóth, E Facile Synthesis and Relaxation Properties of Novel Bis-polyazamacrocyclic Gd3+ Complexes : an Attempt towards Calcium Sensitive MRI Contrast Agents Inorg. Chem. (2008) 47 1370-1381

Dhingra, K ; Fousková, P ; Angelovski, G ; Maier, ME ; Logothetis, NK ; Tóth, E Towards extracellular Ca2+ sensing by MRI : synthesis and calcium-dependent 1H and 17O relaxation studies of two novel bismacrocyclic Gd3+ complexes J. Biol. Inorg. Chem. (2008) 13 (1) 35-46

Jászberényi, Z ; Moriggi, L ; Schmidt, P ; Weidensteiner, C ; Kneuer, R ; Merbach, AE ; Helm, L ; Tóth, E Physicochemical and MR imaging characterisation of Gd3+ loaded PAMAM and hyperbranched dendrimers J. Biol. Inorg. Chem. (2007) 12 406-420