Luc CHAVIGNON – Ciblage thérapeutique de la Kinase CDK4 dans le cas du cancer du pancréas par des nanotubes de carbone mono-feuillets

Luc CHAVIGNON

Cette thèse explore les propriétés physico-chimiques, électroniques et optiques et des nanotubes de carbone mono-feuillets (SWNT) afin d’en faire des vecteurs de drogues originaux et performants ciblant la kinase CDK4 dans le cancer du pancréas. Deux drogues sont étudiées : la Doxorubicine (DOX), une anthracycline bien connue dans la littérature et présentant des signaux spectroscopiques caractéristiques en absorption et en fluorescence, et l’Abemaciclib (Ab), un inhibiteur ATP-compétitif des kinases CDK4 et CDK6. La première est utilisée comme modèle pour suivre l’adsorption sur les SWNT par une approche multi-spectroscopique, tandis que la seconde est étudiée de façon croisée en spectroscopie et dans des tests biochimiques et biologiques. Les SWNT sont tout d’abord dispersés en suspension aqueuse en présence de carboxyméthycellulose (CMC), un polyélectrolyte biocompatible utilisé comme agent dispersif et stabilisant des SWNT. Les drogues sont ensuite adsorbées à leur surface pour former des complexes SWNT/CMC/DOX et SWNT/CMC/Ab. L’adsorption, puis la désorption des drogues en température, sont suivies et attestées par l’étude du signal de fluroescence (FL) des SWNT dans le proche IR en spectroscopie couplée Raman/FL. Elles sont complétées par des études de spectroscopies d’absorption UV-vis-proche IR et de fluorescence pour la Doxorubicine, et par des tests d’activité kinase pour l’Abemaciclib. Des tests de prolifération cellulaire sont réalisés avec les complexes SWNT/CMC/Ab sur des cultures de cellules cancéreuses pancréatiques (PANC1) afin de mesurer leur potentiel inhibiteur de prolifération. Des propositions de structure et d’organisation des complexes SWNT/CMC/drogue sont établies à partir des études spectroscopiques en fonction de la concentration de drogue. Pour les complexes SWNT/CMC/DOX, les résultats montrent l’adsorption de 90% de la Doxorubicine utilisée sur les complexes, peu importe la concentration sur la gamme étudiée (rapports de masses DOX/SWNT de 1 à 30). Trois régimes peuvent être identifiés : sub-monocouche, monocouche et multicouches, du fait de la capacité de la Doxorubicine à s’auto-associer. D’autres molécules s’adsorbent sur la CMC, qu’elle soit présente autour des SWNT ou en solution. Le chauffage à 60°C de ces complexes permet ensuite de relarguer environ 20% de la Doxorubicine adsorbée, processus réversible lors du retour à 20°C. Pour les complexes SWNT/CMC/Ab, on observe un ratio d’Abemaciclib adsorbée moins important que la Doxorubicine, entre 40 et 80%. Comme l’Abemaciclib ne s’auto-associe pas, on suggère une structure où elle s’adsorbe préférentiellement à la surface des SWNT, pour former une monocouche homogène, ainsi que dans la CMC. Les études spectroscopiques du chauffage des complexes SWNT/CMC/Ab à 60°C tendent à montrer une désorption en température réversible similaire à celle des complexes SWNT/CMC/DOX, mais les tests d’activité kinase n’ont pas permis de valider un quelconque relargage d’Abemaciclib pour l’inhibition de CDK4. Les tests de prolifération avec les complexes SWNT/CMC/Ab montrent quant à eux que les complexes n’ont pas de potentiel inhibiteur supérieur à celui de l’Abemaciclib en solution.