photothérapie dynamique antitumorale ciblée: un traitement innovant du rétinoblastome, études précliniques suivies par imagerie de résonance magnétique proton et sodium (irm 1h, 23na).

contexte le rétinoblastome (rb) est un des cancers de l'enfant les plus fréquents. 60% sont unilatéraux non héréditaires, 40% bilatéraux. les formes héréditaires (mutation de rb1) prédisposent aux cancers tardifs. un traitement conservateur, cryo ou curiethérapie, est proposé. actuellement, la thermochimiothérapie (tct) diminue les indications de la radiothérapie mais augmente aussi les risques tardifs. la recherche de traitements utilisant un agent non mutagène est un défi. la photothérapie dynamique (pdt), basée sur un photosensibilisateur (ps) non mutagène, conduirait à un traitement sans effets tardifs. la pdt et la tct ont des points communs, injection d'un agent, concentration tumorale et activation par laser. le ps génère l'oxygène singulet localisant l'effet aux cellules illuminées le contenant, induit nécrose, apoptose, agit sur la vascularisation tumorale et peut provoquer une réponse immunitaire. le mécanisme dépend de la localisation du ps, sa concentration et la dose de lumière. descriptif du projet les 1ères études pdt in vivo sur une tumeur intraoculaire avec le photofrin®, ont mis en évidence des effets néfastes sur la cornée et la conjonctive et n'ont pas abouti. l'utilisation de ps plus sélectifs envers rb permettrait une optimisation de la pdt sans effets à long terme mais nécessite une conception rationnelle du ps, un modèle animal pertinent de rb et des méthodes non invasives permettant le suivi longitudinal du traitement sur le petit animal. ce projet nécessite la collaboration entre l'umr 176 cnrs, institut curie (ic) (synthèse de ps vectorisés), l'unité 759 inserm, (ic) (imagerie irm du petit animal) et les services de pédiatrie et ophtalmologie (ic). l'activité phototoxique in vitro sur rb de nombreux ps a été déterminée. un composé est en cours d'étude préclinique et plusieurs autres au stade de la conception et de la synthèse. un modèle animal (souris nude xénogreffées avec rb) permet d'évaluer in vivo l'efficacité antitumorale de la pdt. une évaluation de la réponse thérapeutique requiert une méthode d'imagerie non invasive permettant un suivi longitudinal. l'irm 1h et 23na remplissent cette condition. elles permettent de mettre en évidence des modifications très précoces des tissus. l'irm du na reflète les interactions des ions sodium avec l'environnement électrique local, grâce aux propriétés magnétiques du noyau (interactions quadrupolaires). le na est une sonde endogène caractérisant l'état du tissu du fait du gradient de concentration entre les compartiments intra et extracellulaires, et des changements importants dans la relaxation des ions résultant des modifications du milieu extracellulaire (hémorragie, diminution de la densité cellulaire). les variations de concentration tissulaire en na, ses paramètres de relaxation et les propriétés de diffusion de l'eau (obtenues par irm du proton) sont susceptibles de fournir des informations sur les mécanismes biologiques induits par le traitement (mort cellulaire, apoptose, nécrose, hémorragie?). résultats attendus le but de cette étude est d'aboutir à un transfert vers la clinique d'un photosensibilisateur vectorisé issu de la chimie, du protocole pdt le plus efficace sur le modèle animal (dose de ps, délais entre l'administration du ps et l'illumination, caractéristiques du ps sélectionné), du nombre de traitements pdt permettant l'éradication totale de la tumeur, et, ou de l'association avec d'autres traitements et enfin de caractériser de façon non invasive l'effet du traitement pdt. l'irm du 23na et du 1h rend possible le suivi longitudinal du traitement sur un temps long (2 à 3 semaines) sur le même animal, sans ajout d'agent de contraste et permettra de quantifier l'efficacité de divers protocoles d'injection et, ou d'illumination pour un ps donné.

context retinoblastoma (rb) is one of the most frequent cancers of the child. 60 % are one-sided and not hereditary while 40 % are bilateral. the hereditary forms (rb1 mutation) are inducing late cancers. a conservative treatment, cryo, brachytherapy is proposed. thermochemiotherapy (tct) decreases the radiotherapy's indications but is mutagenic and increases the risk of the late cancers. the research for treatments using a non mutagenic agent is a challenge. the photodynamic therapy (pdt), based on the administration of a photosensitizer (ps), would lead to an treatment without late effects. the pdt and tct have common points, injection of an agent, tumor concentration and activation by laser bean. the ps generates singlet oxygen species, thus pdt is localizing the effect in illuminated cells containing the ps, leading to necrosis, apoptosis, acting on the tumor vascularization and provoking an immunizing answer. the mechanism depends on the ps localization, its concentration and the dose of light. project description the first pdt in vivo studies using photofrin® on an intraocular tumor put into evidence the side effects on the cornea and conjunctiva. due to these effects (weak selectivity and photoefficiency of the ps), the development was not pursued. the use of more selective ps towards rb would allow an optimization of the pdt implying a ps design without side effects, a relevant animal model of rb and non invasive follow-up imaging methods allowing the treatment assessment on small animal. this project needs the association between the research departments, [umr 176 cnrs, curie institute (ci) (synthesis of ps), u 759 inserm, (ci) (small animal imaging)] and the clinical ones, [service of paediatrics and ophthalmology (ci)]. the in vitro photoactivity on rb of numerous ps types was already determined. a compound is in the course of preclinical study and several others at the stage of the conception and the synthesis. an animal model (subcutaneous xenografts of clinical samples of rb) allows to in vivo estimate the antitumoral pdt efficiency. a treatment assay requires an imaging method able to estimate quickly the therapeutic answer. the 23na mri is based on the magnetic properties of na and the interactions with the local electric field environment. na is an endogenous probe characterizing the tissue state due to the natural concentration gradient between intra and extracellular compartments. a vascular bleeding or a decrease of the cellular density resulting from the treatment will increase the na+ concentration, creating a contrast without contrast agent. the na mri showing the variations of tissue na concentration gives access to non-invasive tools for the follow-up of the treatment. preliminary results showed the efficiency of a ps targeting rb tumors on xenografts. in conjunction with proton dw-mri, na mri may provide non-invasive information regarding the biological mechanisms induced by pdt and regarding the cellular death like apoptosis, necrosis or vascular damages. results the final outcome of this study is represented by the clinical transfer of the most effective pdt protocol obtained on the animal model. it will specify the dose of ps, delays between the administration of the ps and the illumination, characteristic of the ps, the number of treatment pdt allowing the eradication of the tumor or the association with the others treatments. the proton and sodium mri makes possible the treatment follow-up for several weeks, on the same animal, without addition of contrast agent and allows to quantify the efficiency of various treatment protocols for a specific ps.