Typologie d'actualités : GT Composés luminescents de lanthanides, spectroscopie et bioimagerie optique

Les membres de l'équipe "Composés luminescents de lanthanides, spectroscopie et bioimagerie optique" travaillent depuis de nombreuses années à la conception et à la synthèse de complexes supramoléculaires à base de lanthanides émettant dans le proche infrarouge, fonctionnant comme agents d’imagerie optique pour l’expérimentation en biologie et le diagnostic médical. Ils ont conçu des complexes de type métallacouronnes contenant des lanthanides qui se sont révélés être des candidats très prometteurs en raison de leurs très grandes brillances. Cependant, jusqu’à présent, une limitation importante perdurait avec ces métallacouronnes en raison de leurs longueurs d’onde d’excitation qui étaient limitées à la partie ultraviolette du spectre électromagnétique. Ces longueurs d’onde posent problème pour l’imagerie biologique car elles peuvent fortement perturber ou endommager le système biologique observé. Ils ont résolu cette limitation majeure en concevant et synthétisant une nouvelle famille de métallacouronnes qui possèdent des sensibilisateurs de lanthanides qui sont excitables dans la gamme visible du spectre électromagnétique. La structure de ces métallacouronnes est innovante : les sensibilisateurs y sont fixés en périphérie. Grâce à cette approche, les chercheurs ont pu, pour la première fois, utiliser un métallacouronne pour marquer des cellules vivantes et  les imager par microscopie proche-infrarouge. Ce travail ouvre des perspectives majeures quant à l’utilisation de complexes moléculaires à base de lanthanides pour l’imagerie proche infrarouge in vitro et in vivo.

Cette innovation majeure a été signalée par CNRS Chimie sur son site.

Légende : Image de luminescence proche-infrarouge en superposition de l’image observées en lumière blanches obtenues sur des cellules HeLa vivantes dans lesquelles les métallacouronnes-lanthanides, dont la structure apparaît en incrustation, ont été incubés.

Références de l'article :
Novel lanthanide( III)/gallium( III) metallacrowns with appended visible-absorbing organic sensitizers for
molecular near-infrared imaging of living cells
Timothée Lathion, Julie Bourseguin, Svetlana V. Eliseeva, Matthias Zeller, Stéphane Petoud, Vincent L. Pecoraro
Chemical Science, 2025, 16, 12623. https://doi-org.insb.bib.cnrs.fr/10.1039/D5SC01320H

Des chercheurs de l'équipe « Composés luminescents de lanthanides » ont créé une nouvelle famille d'agents d'imagerie moléculaires à base de lanthanides qui peuvent être utilisés pour l'imagerie multiplexe dans la deuxième fenêtre du proche-infrarouge (1000-1700 nm). Cette lumière proche-infrarouge est particulièrement intéressante en permettant de mieux observer et diagnostiquer le vivant de manière non-invasive car elle n’est pas affectée par la fluorescence native des tissus et des fluides biologiques et peut traverser ces derniers. De plus, l'imagerie multiplexe permet la visualisation simultanée et en temps réel de plusieurs marqueurs biologiques pour un diagnostic encore plus précis des maladies et une compréhension plus profonde des processus biologiques. Cette nouvelle famille d'agents d'imagerie moléculaires est basée sur une conception innovante et combine les avantages exceptionnels des « métallacouronnes » à émettre de la lumière proche-infrarouge avec celles des complexes de ruthénium qui présentent une forte absorption dans visible et sensibilisent efficacement les lanthanides. Lors d’expériences d'imagerie, les chercheurs ont pu démontrer que quatre bandes provenant de trois lanthanides différents peuvent être distinguées sans ambiguïté en raison de leur recouvrement minimal, tout en présentant une intensité suffisante pour être détectées au travers d’un fantôme imitant les tissus.

Cette avancée, publiée dans la revue Angewandte Chemie International Edition, pourrait transformer le diagnostic médical en le rendant plus précis et moins invasif. Bien plus, ces agents d’imagerie pourraient également rendre possible le suivi en temps réel de traitements et de l’évolution d’une pathologie.

Cette découverte a été signalée par CNRS Chimie sur son site internet.

Référence
Enabling Visible Light Sensitization of Yb^III, Nd^III and Er^III in Dimeric Ln^III/Ga^III Metallacrowns through Functionalization with Ru^II Complexes for NIR-II Multiplex Imaging
Codruţa C. Bădescu-Singureanu, Anton S. Nizovtsev, Vincent L. Pecoraro, Stéphane Petoud & Svetlana V. Eliseeva
Angewandte Chemie International Edition 2024
https://doi.org/10.1002/anie.202416101