Description

Le bore joue un rôle croissant en médecine en raison de ses propriétés chimiques uniques et de ses applications variées, notamment dans les traitements anticancéreux et les agents diagnostiques. Par exemple, des composés contenant du bore, tels que le bortézomib, sont utilisés avec succès comme inhibiteurs du protéasome en oncologie, offrant des options thérapeutiques efficaces pour certains types de cancers. Le bore est également un composant clé de la thérapie par capture de neutrons par le bore (BNCT), une approche thérapeutique émergente qui combine chimie et radiothérapie pour cibler les cellules tumorales. En imagerie médicale, des molécules à base de bore sont intégrées dans des colorants fluorescents et des agents de contraste pour améliorer la sensibilité et la spécificité des diagnostics. Cependant, les composés à base de bore rencontrent encore des limitations importantes. Leur petite taille et leur faible capacité à cibler spécifiquement les tissus malades limitent leur efficacité thérapeutique. De plus, la stabilité des molécules et leur comportement dans l’organisme (biodistribution, libération contrôlée) posent des défis pour leur utilisation clinique optimale. Ces contraintes soulignent la nécessité de développer des systèmes de vectorisation adaptés, capables d'améliorer la sélectivité, la rétention et la libération des composés contenant du bore dans les cellules ciblées, en particulier les cellules cancéreuses.
La nanomédecine constitue une approche prometteuse pour améliorer la délivrance contrôlée et ciblée des médicaments ainsi que pour des applications diagnostiques. Les médicaments sous forme de petites molécules présentent souvent des limitations, telles que la dégradation précoce, l’excrétion rapide, une faible capacité à traverser les barrières biologiques, une distribution non spécifique et des effets secondaires, en raison de leurs propriétés physico-chimiques. L’utilisation de systèmes de délivrance de médicaments à l’échelle nanométrique (DDS) a émergé comme une stratégie pour surmonter ces obstacles et améliorer les propriétés des médicaments in vivo, grâce à leurs dimensions nanométriques, leur rapport surface/volume élevé, leurs profils de libération du principe actif favorables et les multiples fonctionnalités qu’il est possible d’intégrer à ces systèmes. Les nanotubes à base de cyclodextrines, obtenus par auto-assemblage de ces molécules cycliques, représentent une classe innovante de DDS. Grâce à leurs structures tubulaires uniques et leur caractère hydrophile, ces nanotubes offrent des cavités internes adaptées à l'encapsulation de molécules thérapeutiques hydrophobes tout en préservant leur stabilité. Les cyclodextrines, déjà reconnues pour leur biocompatibilité et leur capacité à former des complexes d'inclusion, permettent à ces nanotubes de conjuguer une excellente biodisponibilité avec une capacité à cibler les tissus spécifiques lorsqu’ils sont fonctionnalisés avec des ligands adaptés. De plus, leur dégradation en sous-produits non toxiques dans l’organisme en fait des candidats prometteurs pour des applications médicales avancées, notamment en oncologie et en thérapie ciblée.

Ce projet vise à développer des nanotubes biosourcés à base de cyclodextrines fonctionnalisés avec des composés contenant du bore pour leur utilisation en tant que systèmes de vectorisation innovants en nanomédecine. L’ajout d’un agent de ciblage sur ces nanotubes permettra par ailleurs d’obtenir une délivrance ciblée et efficace des molécules de bore dans les cellules cibles, tout en préservant leur biocompatibilité et leurs propriétés physico-chimiques. Cette synergie entre les propriétés uniques des architectures synthétisées et les capacités thérapeutiques du bore ouvre des perspectives prometteuses pour concevoir de nouvelles solutions médicales.

Compétences requises

Le ou la candidat(e) devra avoir validé le premier semestre de son Master of Science en chimie ou dans des domaines connexes ou l'ensemble du MSc en 2024 avec une moyenne supérieure à 13/20. Le ou la candidat(e) doit avoir un intérêt marqué pour le domaine de la chimie des matériaux et de la chimie de vectorisation. Une expertise dans les domaines de la physico-chimie et des colloïdes/nanoparticules ainsi que les techniques analytiques associées est essentielle. Des connaissances en chimie supramoléculaires sont appréciées. Le ou la candidat(e) devra être autonome, rigoureux, avoir une grande éthique de travail et être enthousiaste à l'idée de travailler à l'interface chimie/colloïdes. D'autres attributs essentiels sont de bonnes capacités de présentation et de communication (écrite et orale).

Bibliographie

(1) Kulkarni, S.; Bhandary, D.; Singh, Y.; Monga, V.; Thareja, S. Boron in cancer therapeutics: An overview. Pharmacol. Ther. 2023, 108548.
(2) Pitto-Barry, A. Polymers and boron neutron capture therapy (BNCT): a potent combination. Polym. Chem. 2021, 12, 2035-2044.
(3) Gatin-Fraudet, B.; Ottenwelter, R.; Le Saux, T.; Norsikian, S.; Pucher, M.; Lombès, T.; Baron, A.; Durand, P.; Doisneau, G.; Bourdreux, Y.; Iorga, B. I.; Erard, M.; Jullien, L.; Guianvarc’h, D.; Urban, D.; Vauzeilles, B. Evaluation of borinic acids as new, fast hydrogen peroxide–responsive triggers. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A 2021, 118, e2107503118.
(4) Jarroux, N.; Guégan, P.; Cheradame, H.; Auvray, L. High Conversion Synthesis of Pyrene End Functionalized Polyrotaxane Based on Poly(ethylene oxide) and α-Cyclodextrins. The Journal of Physical Chemistry B 2005, 109, 23816-23822.
(5) Mamad-Hemouch, H.; Ramoul, H.; Abou Taha, M.; Bacri, L.; Huin, C.; Przybylski, C.; Oukhaled, A.; Thiébot, B.; Patriarche, G.; Jarroux, N.; Pelta, J. Biomimetic Nanotubes Based on Cyclodextrins for Ion-Channel Applications. Nano Lett. 2015, 15, 7748-7754.
(6) Li, J. J.; Zhao, F.; Li, J. Polyrotaxanes for applications in life science and biotechnology. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011, 90, 427-443.
(7) Bacri, L.; Mamad-Hemouch, H.; Przybylski, C.; Thiébot, B.; Patriarche, G.; Jarroux, N.; Pelta, J. Biomimetic ion channels formation by emulsion based on chemically modified cyclodextrin nanotubes. Faraday Discuss. 2018, 210, 41-54.

Mots clés

Nanotubes biosourcés, Vectorisation, Bore, Matériaux dégradables