CRAN - Campus Sciences
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Sujet de Thèse : La chirurgie carcinologique guidée par la fluorescence proche infrarouge : optimisation du marquage tumoral
Dates : 2017/10/01 - 2020/09/30
Directeur(s) CRAN : Gilles DOLIVET , Henri-Pierre LASSALLE
Autre(s) Directeur(s) : Dr PHULPIN Bérengère (b.phulpin@nancy.unicancer.fr)
Description : D’après l’Institut National du Cancer, les cancers des voies aéro-digestives supérieures (VADS) sont au cinquième rang des cancers les plus fréquents en France avec près de 16000 nouveaux cas chaque année. Au niveau mondial, ils sont en 6e position des cancers les plus fréquents avec 600 000 nouveaux cas diagnostiqués chaque année et environ 300 000 décès annuels (1) .
Pour l’ensemble des tumeurs VADS, le traitement de choix sera la chirurgie, associée ou non à une radio- et/ou une chimiothérapie. L’objectif de ces chirurgies curatrices d’exérèse est l’ablation complète de la tumeur primitive avec des marges de sécurité suffisantes (importance du concept dit de « clear margin »). L’obtention de marges d’exérèse négatives est indispensable pour parvenir à une guérison complète. En effet, environ 75% des patients présentant des marges positives développent une récidive locale (2). L’évaluation peropératoire de ces marges s’effectue par une inspection visuelle et une palpation suivie de l’évaluation histologique extemporanée qui peut néanmoins parfois prendre du temps et être inexacte (2).
L’émergence de nouvelles techniques telles que la chirurgie guidée par la fluorescence proche infrarouge permet au chirurgien de parvenir à un contraste spécifique entre le tissu normal et le tissu cancéreux ; il obtient ainsi de manière simple des marges chirurgicales exemptes de tumeur. Les avantages de la lumière proche infrarouge (700-900 nm) sont notamment sa forte pénétration tissulaire (jusqu’à plusieurs centimètres de profondeur) ainsi que sa faible autofluorescence, offrant ainsi un contraste suffisant (3).
Actuellement, le vert d’indocyanine ICG (800nm), reste le produit le plus utilisé et étudié en raison de ses caractéristiques fluorescentes et de son usage médical largement répandu. Cependant l’ICG n’est pas un marqueur spécifique des cellules tumorales (4). Il peut parfois être délicat de différencier une zone tumorale d’une zone inflammatoire. De plus, une distribution de l’ICG dans des ganglions sains a été observée.
De ce fait, il semblerait intéressant de coupler un fluorophore tel que l’ICG à une molécule ciblant spécifiquement les cellules tumorales de façon à en augmenter la spécificité. En 2014, Van Driel et al. (5) proposaient déjà de coupler le fluorophore IRDye 800 CW avec un anticorps anti EGFR. Néanmoins, l’utilisation d’anticorps est toujours délicate. Une alternative intéressante serait l’utilisation d’aptamères, oligonucléotides structurés capables de reconnaître un grand nombre de cibles (6). Comparativement aux anticorps, les aptamères présentent un certains nombres d’avantages : pénétration plus rapide et plus efficace des tissus du fait de leur plus faible poids moléculaire (de 8 à 25 kDa contre environ 150kDa pour les anticorps), ils sont non immunogènes et plus stables thermiquement (6, 7). Le recours à un aptamère permettrait ainsi d’obtenir un marquage tumoral spécifique.
Le but de cette thèse est d’utiliser des aptamères, couplés à de l’ICG. Nous envisageons de nous orienter vers l’aptamère V8, ciblant la protéine membranaire LAR et connu pour avoir une bonne affinité pour les cellules FaDu (8). L’aptamère E8 (ciblant l’annexine A2) pourra également être utilisé et l’efficacité de ces 2 aptamères pourra ainsi être comparée. Ces apatmères seront couplés à de l’ICG pour permettre leur utilisation avec une caméra de fluorescence proche infrarouge. Un double marquage avec un fluorophore émettant dans d’autres longueurs d’ondes permettrait une évaluation plus complète de ce nouveau marqueur.
Le marquage par ces aptamères sera évalué in vitro, en monocouche et sous forme de sphéroïde,s à l’aide d’une caméra de fluorescence proche infrarouge Spectrum(développée par Quest Medical Imaging et le Centre Médical Universitaire de Leiden).
Dans un deuxième temps, ce modèle cellulaire nous permettra d’évaluer la sensibilité et la spécificité de cette caméra. Pour ce faire, différents paramètres devront varier tels que la taille des sphéroïdes ou encore leur profondeur d’inclusion
Enfin, une fois le protocole de marquage à l’ICG optimisé, la tolérance et l’efficacité in vivo de cet agent de marquage devra être évalué sur un modèle animal.
Tous ces résultats devront être comparés à ceux obtenus lors d’une injection intraveineuse de l’ICG, qui est aujourd’hui le protocole décrit.
REFERENCES
1. Mehanna H, Paleri V, West CML, Nutting C. Head and neck cancer-part 1: epidemiology, presentation, and preservation. Clin Otolaryngol Off J ENT-UK Off J Neth Soc Oto-Rhino-Laryngol Cervico-Facial Surg. 2011 Feb;36(1):65–8.
2. Atallah I, Milet C, Henry M, Josserand V, Reyt E, Coll J-L, et al. Near-infrared fluorescence imaging-guided surgery improves recurrence-free survival rate in novel orthotopic animal model of head and neck squamous cell carcinoma. Head Neck. 2016 Apr;38 Suppl 1:E246-255.
3. Frangioni JV. New technologies for human cancer imaging. J Clin Oncol Off J Am Soc Clin Oncol. 2008 Aug 20;26(24):4012–21.
4. Schulze T, Bembenek A, Schlag PM. Sentinel lymph node biopsy progress in surgical treatment of cancer. Langenbecks Arch Surg. 2004 Nov;389(6):532–50.
5. van Driel PB a. A, van de Giessen M, Boonstra MC, Snoeks TJA, Keereweer S, Oliveira S, et al. Characterization and evaluation of the artemis camera for fluorescence-guided cancer surgery. Mol Imaging Biol MIB Off Publ Acad Mol Imaging. 2015 Jun;17(3):413–23.
6. Sun H, Zhu X, Lu PY, Rosato RR, Tan W, Zu Y. Oligonucleotide aptamers: new tools for targeted cancer therapy. Mol Ther Nucleic Acids. 2014 Aug 5;3:e182.
7. Cibiel A, Pestourie C, Ducongé F. In vivo uses of aptamers selected against cell surface biomarkers for therapy and molecular imaging. Biochimie. 2012 Jul;94(7):1595–606.
8. HP. Lassalle, F Ducongé, A Cibiel, S Marchal, AFrançois, F Guillemin, LBezdetnaya
Aptamers based targeting photodiagnostic and photodynamic therapy. European Society for Photobiology, 2011, Geneve, Switzerland.
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Mots clés : chirurgie guidée par fluorescence, marquage tumoral, aptamère, sphéroide
Conditions : trois ans, Institut de cancérologie de Lorraine, salarié ICL / Faculté d'odontologie, chirurgie bucco-dentaire
Département(s) :
Santé - Biologie - Signal
Financement : salarié ICL / faculté d'odontologie
Publications : hal-01415410 , hal-01215440 , hal-00747334 , hal-01323638 , hal-00697547    + CRAN - Publications