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Synthèse de polymères pour la formation et l'étude de complexes polyioniques utilisables en imagerie médicale H/F

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Informations générales

Référence : UMR5623-JEAMAR-005
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 29 juin 2020
Nom du responsable scientifique : Jean-Daniel Marty
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Ce projet vise à développer de nouvelles familles d'agents de contraste, obtenues par une voie de synthèse/formulation simple et reproductible à une échelle industrielle, utilisables en imagerie médical (IRM, PET …). Les agents de contrastes sont obtenus par complexation d'ions utiles en imagerie médicale, comme par exemple des ions Gd, Ga… avec des polymères blocs comprenant une première partie hydrophile et une seconde partie ionisée (ou ionisable qui sera ionisée durant le procédé de préparation). La première partie du polymère permet de stabiliser le complexe en solution afin d'obtenir des solutions colloïdales stables de ces complexes tout en améliorant la furtivité du système. Elle permet également de diminuer considérablement la toxicité des systèmes. La seconde partie du polymère, quant à elle, génère des interactions non-spécifiques avec les ions, ceux-ci jouant le rôle de ponts structuraux entre copolymères. Ainsi, les ions, en plus de leur rôle d'agent de contraste, sont acteur de leur propre formulation par complexation avec les polymères blocs. L'approche utilisée évite ainsi, comme cela a été le cas par le passé, le développement de ligands spécifiques des ions en questions. Des résultats préliminaires (in vitro et in vivo) ont montré le grand potentiel de cette stratégie. Ainsi l'objectif principal de ce projet est de démontrer la versatilité de l'approche proposé permettant d'avoir accès, par un choix judicieux des composants de la formulation (polymères ou ions), à des agents de contraste possédant des fonctionnalités variées permettant par exemple des propriétés de reconnaissance et utilisables dans différentes techniques d'imageries (IRM, PET…).
Tâche 1 : Conception de copolymères originaux à fonction acide phosphonique d'architecture et de microstructure contrôlées pour la stabilisation d'interfaces inorganiques pertinentes sur le plan biologique.
- conception du bloc hydrophile (nature du monomère, longueur du bloc)
-conception du bloc anionique (nature du monomère phosphonate, longueur du bloc .
- stratégies pour l'incorporation d'une biosonde à l'extrémité de la chaîne polymère .
Techniques de caractérisation : RMN (RMN 1H, 13C, RMN 31P), SEC aqueux, titrage, DLS et bien d'autres.

Tâche 2 : le deuxième objectif sera d'associer le polymère synthétisé à différents ions d'intérêt pour concevoir des agents de contraste efficaces. Nous explorerons pleinement le potentiel de ces nouveaux HPIC formés avec des ions Gd3+ pour des applications IRM et pour optimiser leur stabilité chimique, colloïdale et in vivo. Des expériences préliminaires ont démontré que les ions Ga3+ froids forment également des HPIC lorsqu'ils sont dispersés dans une solution de copolymères. L'association d'ions Ga3+ et des copolymères pourrait donc donner naissance à une nouvelle famille de radiotraceurs pour l'imagerie TEP. En outre, la combinaison de Ga et de Gd dans un nano-objet HPIC commun pourrait permettre de combiner l'imagerie TEP et IRM. Cette combinaison permettrait de mesurer simultanément la perfusion et la vascularisation (par IRM) et les processus métaboliques (par TEP). Les nano-objets seront étudiés par microscopie électronique, expériences de diffusion, spectroscopie UV-vis ou fluorescence....
Tâche 3 : La dernière tâche aura pour objectif de réaliser des agents de contraste fonctionnels capable d'être utilisés dans le cadre de l'imagerie moléculaire. Pour cela des polymères fonctionnalisés avec une sonde appropriée à l'application visée seront synthétisés. Les propriétés biologiques de ces agents de contrastes seront évaluées in vitro et in vivo en collaboration avec des équipes de biologistes.

Contexte de travail

Le contrat de thèse se déroulera au sein du laboratoire IMRCP. Le laboratoire des IMRCP se consacre à la chimie et la physico-chimie de la matière molle et des systèmes auto-assemblés. Fondés sur des composés de synthèse (tels que des tensioactifs ou des polymères), ces systèmes offrent un très large panel d'applications technologiques et industrielles. L'étudiant en thèse sera affecté à l'équipe IDeAS (une trentaine de personnes dont 17 permanents) sous la responsabilité de Jean-Daniel Marty et à l'équipe P3R (une dizaine de personnes dont 5 permanents) sous la responsabilité de Mathias Destarac

Informations complémentaires

Financement dans le cadre d'un projet ANR

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