Preuve de concept in vitro d'une nanoplateforme active ciblant le récepteur mc1r: une alternative thérapeutique en photothérapie dynamique pour le mélanome de dubreuilh. // in vitro proof of concept of an active nanoplatform targeting the mc1r receptor:

Topic description

Quel est l'intérêt de la Photothérapie dynamique (PDT)pour le traitement du mélanome de Dubreuiln ?
La PDT est un traitement très peu invasif fondé sur l'activation d'un photosensibilisateur (PS) sous illumination en présence d'oxygène. Sous une illumination appropriée, le PS non toxique est activé, et ainsi, il absorbe et de transférer des électrons aux molécules d'oxygène trouvées in situ. Une cascade de production des espèces réactives de l'oxygène (ROS) cytotoxiques est déclenché. Cela induit ensuite des dommages irréversibles aux tissus, provoquant la mort cellulaire. Le mélanome de Dubreuilh, appartenant à la famille de mélanomes cutanés (4 à 15 % de tous les mélanomes) se caractérise par la prolifération anarchique des mélanocytes à la jonction dermo-épidermique. Cette croissance peut durer de nombreuses années, pendant laquelle la lésion s'étend latéralement avec des extensions superficielles très importantes. Cela explique pourquoi il possède un taux de survie à 5 ans élevés (97,2 %). Les zones chroniquement exposées à des radiations UV sont les plus touchées, comme le visage, la tête, le coup. De ce fait, cette pathologie pose régulièrement des problèmes thérapeutiques, que ce soit pour des raisons d'opérabilité, d'exérèse incomplète ou de récidive. Ainsi, la PDT, se présente comme une alternative de traitement à ce type de mélanome. Essentiellement, les éléments comme : l'accessibilité des lésions vis-à-vis de l'illumination et la possibilité d'optimisation des PS, en ajoutant des modifications pour le diriger spécifiquement vers les cellules tumorales, font de ce traitement par photothérapie dynamique une piste thérapeutique à fort potentiel.
L'objectif de la thèse : Dans ce projet de thèse, l'axe préclinique sera étudié afin d'établir la preuve de concept in vitro de l'efficacité d'une nouvelle nanoplateforme ciblant les cellules MC1R+ surexprimées dans des mélanomes pigmentés suite à un traitement par PDT
Déroulé de projet de thèse :
Trois axes essentiels seront développés :
1) Finaliser l'optimisation de la nanoplateforme active pour assurer une reconnaissance spécifique et une efficacité maximale du ciblage du récepteur MC1R. La nanoplateforme est constituée d'un ligand, vecteur peptidique NDP-MSH et un PS, la pyropheophorbide a, tous deux couplés de façon spécifique à une nanoparticule d'or de diamètre 50 nm. Le PS possède une longueur d'onde d'absorption égale à nm, permettant d'être dans les conditions favorables concernant l'efficacité de l'illumination. La confirmation de la caractérisation sera réalisée par diffusion dynamique de la lumière (DLS), microscopie électronique à transmission (TEM), et par ICP-MS entre autres.
2) Evaluer l'efficacité thérapeutique in vitro de la nanoplateforme afin de valider son potentiel en photothérapie dynamique pour le traitement du mélanome de Dubreuilh. L'influence de paramètres de traitement, comme le temps d'illumination, la puissance d'illumination et la concentration des nanoplateformes seront étudiés sur des lignée B16F10 (MC1R+) et A-MA1 (MC1R-)
Une première évaluation consistera en la réalisation des tests de viabilité cellulaire en utilisant le système d'imagerie cellulaire automatisé, Incucyte®.
3) Identifier les principaux mécanismes impliqués dans la réponse au traitement par PDT.
L'évaluation des mécanismes impliqués dans la mort cellulaire sera alors évaluée plus en détail. Pour se faire, des tests de stress oxydatif et de détection d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) seront réalisés après illumination par spectrofluorimétrie et par cytométrie en flux. Pour caractériser les mécanismes de mort cellulaires impliqués, des marqueurs d'apoptose, de nécrose ainsi que d'autophagie seront étudiés par Western Blot.
Ce projet, permettra d'acquérir de nouvelles connaissances et compétences en photothérapie dynamique, utilisant des nanoparticules en oncologie. Le projet bénéficie du soutien de la Ligue contre le cancer (-)
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What is the Interest of Photodynamic Therapy (PDT) for the Treatment of Dubreuilh's Melanoma?
The PDT is a minimally invasive treatment based on the activation of a photosensitizer (PS) under illumination in the presence of oxygen. When exposed to appropriate light, the non-toxic PS is activated, allowing it to absorb and transfer electrons to oxygen molecules found in situ. This triggers a cascade of production of cytotoxic reactive oxygen species (ROS), leading to irreversible tissue damage and, ultimately, cell death. Dubreuilh's melanoma, classified among cutaneous melanomas (accounting for 4–15% of all melanomas), is characterized by the uncontrolled proliferation of melanocytes at the dermo-epidermal junction. This growth can last for many years, during which the lesion expands laterally with large superficial extensions. As a result, it has a 5-year survival rate (97.2%). Chronically UV-exposed areas such as the face, head, and neck are the most affected. This condition frequently presents therapeutic challenges, whether due to operability issues, incomplete excision, or recurrence.Thus, PDT emerges as a promising alternative for treating this type of melanoma. Key advantages include lesion accessibility for illumination and the potential to optimize PS by modifying them for targeted tumor cell delivery. This makes PDT a highly promising therapeutic approach.
Thesis Objective : this thesis project will focus on the preclinical study to establish in vitro proof of concept for the efficacy of a new nanoplatform targeting MC1R+ overexpressed cells in pigmented melanomas following PDT treatment.
Thesis Project Outline
Three main research axes will be developed:
1) Finalizing the Optimization of the Active Nanoplatform. The goal is to ensure specific recognition and maximum efficiency in targeting the MC1R receptor. The nanoplatform consists of a ligand, the NDP-MSH peptide vector, and a PS, pyropheophorbide a, both specifically conjugated to a 50 nm gold nanoparticle. The PS has an absorption wavelength of nm, ensuring optimal illumination conditions. Characterization will be confirmed using dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), and ICP-MS, among other techniques. 2) Evaluating the Therapeutic In Vitro Efficacy of the Nanoplatform. This step aims to validate its potential for PDT treatment of Dubreuilh's melanoma. The influence of treatment parameters such as illumination duration, power, and nanoparticle concentration will be studied on B16F10 (MC1R+) and A-MA1 (MC1R-) cell lines.
The initial assessment will involve cell viability tests using the automated cell imaging system Incucyte®. 3) Identifying the Main Mechanisms Involved in PDT Treatment Response. The mechanisms of cell death will be further investigated through oxidative stress assays and reactive oxygen species (ROS) detection after illumination, using spectrofluorimetry and flow cytometry. To characterize cell death mechanisms, apoptosis, necrosis, and autophagy markers will be analyzed via Western Blot.This project will contribute to the advancement of knowledge and skills in photodynamic therapy using nanoparticles in oncology. It is supported by the French Cancer League (–).
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Début de la thèse : 01/10/

Funding category

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Funding further details

Concours pour un contrat doctoral