Complexes métalliques sur mesure pour le diagnostic et la thérapie médicale
Des chimistes étudient des composés de manganèse, de lutécium et d'actinium en vue d'applications potentielles en médecine.
Des complexes chimiques sur mesure de certains éléments du groupe des métaux pourraient être utilisés de manière particulière dans l'imagerie médicale, ainsi que des applications potentielles dans la médecine de précision personnalisée. C'est ce qu'a démontré une équipe de recherche dirigée par le professeur Peter Comba, de l'Institut de chimie inorganique de l'université de Heidelberg. Dans le cadre de leur recherche fondamentale, les scientifiques de Heidelberg ont travaillé avec des ions de manganèse, de lutécium et d'actinium. Leurs travaux se sont concentrés sur les ligands ayant un échafaudage dit "bispidine". Ces composés sont extrêmement rigides et peuvent lier les ions métalliques avec une grande stabilité et sélectivité.
Des complexes métalliques sur mesure pourraient être utilisés de façon particulière dans l'imagerie médicale, ainsi que des applications potentielles dans la médecine de précision personnalisée.
Patrick Arthur Cieslik
Dans le cadre de leurs travaux sur le manganèse, un métal de transition doté de propriétés particulières telles que la capacité d'augmenter le contraste en imagerie par résonance magnétique (IRM), l'équipe de recherche a synthétisé trois ligands bispidine différents et leurs complexes de manganèse(II). Ces complexes présentent une stabilité jusqu'à dix milliards de fois supérieure à celle du zinc(II), le principal concurrent du manganèse(II) dans les systèmes biologiques. Selon le professeur Comba, ces composés sont particulièrement bien adaptés comme agents de contraste en IRM car ils n'échangent pas les ions manganèse contre des ions zinc chez les animaux et les humains.
Jusqu'à présent, les substances à base de gadolinium(III) étaient utilisées presque exclusivement à cette fin. Ces dernières années, cependant, les préoccupations en matière de sécurité se sont accrues car les ions gadolinium(III) libres sont toxiques, explique le chimiste. "C'est également vrai pour les ions manganèse(II) libres. Cependant, comme le manganèse, contrairement au gadolinium, est essentiel pour le corps humain, il existe des mécanismes naturels qui peuvent éliminer le manganèse(II) de l'organisme. La poursuite du développement de ces substances pour des applications cliniques peut donc être un objectif valable", déclare M. Comba. Il indique que la qualité des premières images IRM obtenues chez des souris avec l'un des complexes de manganèse mis au point à Heidelberg est comparable à celle des images obtenues avec un agent de contraste au gadolinium testé en clinique.
Outre ces nouveaux ligands sélectifs du manganèse, le Dr Patrick Cieslik a également développé un échafaudage de bispidine qui forme des complexes très stables avec les métaux lutétium-177 et actinium-225. Ce ligand est un chélateur bifonctionnel (BFC) à double fonction et fait donc partie d'un système modulaire. Un BFC peut se lier à un ion métallique radioactif et être couplé à un vecteur biologique tel qu'un anticorps pour détecter des molécules ou des tissus spécifiques dans l'organisme. Dans le cas présent, le BFC a été couplé à un peptide capable de localiser les cellules tumorales dans l'organisme.
Un tel complexe chimique - également appelé conjugué - peut être marqué avec des radionucléides qui sont importants en imagerie ou en traitement. "Nous avons pu démontrer que nos conjugués, avec les radionucléides médicalement importants que sont le lutétium-177 et l'actinium-225, présentent des propriétés aussi bonnes que les conjugués avec le DOTA, un chélateur bifonctionnel déjà utilisé en clinique", explique le Dr Cieslik, qui a effectué des recherches pour sa thèse de doctorat dans l'équipe du professeur Comba. "Le principal avantage du BFC que nous avons mis au point est que, contrairement aux systèmes DOTA, il peut être marqué avec des ions métalliques radioactifs très rapidement et dans des conditions douces. Les conjugués peuvent donc être utilisés avec des anticorps très sensibles qui pourraient être pertinents pour le diagnostic et le traitement dans la médecine personnalisée", explique Patrick Cieslik.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
D. Ndiaye, P. Cieslik, H. Wadepohl, A. Pallier, S. Meme, P. Comba, E. Toth: Mn2+ Bispidine Complex Combining Exceptional Stability, Inertness, and MRI Efficiency, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 22212-22220.
P. Cieslik, M. Kubeil, K. Zarschler, K. Anger, F. Brandt, M. Ullrich, H. Wadepohl, J. Pietzsch, H. Stephan, P. Comba: Toward personalized medicine: one chelator for imaging and therapy with lutetium-177 and actinium-225, J. Am. Chem. Soc., 2022, 144, 21555-21567.
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