Potentiel des nanoparticules conductrices à amplifier le champ électrique local pour l’optimisation de l’électroporation et ses applications médicales - Institut Gustave Roussy Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Potential of conductive nanoparticles to locally amplify the electric field for the optimization of electroporation and its medical applications

Potentiel des nanoparticules conductrices à amplifier le champ électrique local pour l’optimisation de l’électroporation et ses applications médicales

Résumé

To improve the outcome of electroporation, a novel approach based on the use of conducive nanoparticles (NPs) is proposed to enhance cell electroperméabilisation. Used as nanoamplifiers, these NPs would provoke a local modification of the electric field around them leading to areas of more intense electric fields. Consequently, the external electric field required to achieve effective cell electropermeabilization could be reduced. During this thesis, the increase of the electropermeabilization effect in the presence of NPs was proved in vitro and in vivo. During the in vitro study, differents compositions and aggregation states of NPs were tested. TEM images were made in order to confirm the location of conductive NPs with respect to the membrane during electroporation. The in vitro study allowed us to find out the appropriate conditions for an optimum interaction of NPs with the cell membrane, leading to a local increase of the electric field. During the in vivo study, the increase of cell electroporation was validated using two types of conductive NPs (spherical and stars). The combination of each type of conductive NPs with electrochemotherapy showed a decrease in the tumor volume with respect to the condition without NPs. These results suggest that the presence of conductive NPs improve the electrochemotherapy outcome via a local amplification of the external electric field. By reducing the applied voltage, the limits of electrochemotherapy will be minimized, which make this antitumor treatment easily applicable.
Afin de surmonter certaines limites de l’électrochimiothérapie, une nouvelle approche basée sur l'utilisation de nanoparticules conductrices (NPs) a été proposée pour améliorer l’électroperméabilisation. Etant conductrices, ces NPs provoqueraient une modification très localisée de la distribution des lignes de champ de façon à les concentrer autour d'elles. Durant cette thèse, l’augmentation de l’électroperméabilisation des cellules en présence des NPs conductrices a été prouvée in vitro et in vivo. Au cours de l'étude in vitro, différents compositions et états d’agrégation des NPs ont été testés. Des images de microscopie électronique (TEM) ont été réalisées afin de confirmer la localisation des NPs conductrices par rapport à la membrane lors de l'électroporation. Cette étude in vitro nous a permis de proposer des conditions appropriées d’utilisation des NPs pour une interaction optimale avec la membrane cellulaire permettant d’augmenter localement l'intensité du champ électrique. Au cours de l'étude in vivo, l'augmentation de l'électroporation des cellules a été validée en présence de deux types de NPs conductrices (sphériques et sous forme d’étoiles). La combinaison de chacune de deux types de NPs conductrices avec l'électrochimiothérapie a montré une diminution du volume tumoral par rapport à la condition sans NPs. Ces résultats suggèrent que la présence de NPs conductrices améliore l'électrochimiothérapie via l’amplification locale du champ électrique. En réduisant l’amplitude du voltage appliqué, l'électrochimiothérapie peut être optimisée et donc son utilisation serait plus répandue pour traiter le cancer.
Fichier principal
Vignette du fichier
94597_GHORBEL_2020_archivage.pdf (8.75 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03282679 , version 1 (09-07-2021)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03282679 , version 1

Citer

Amina Ghorbel. Potentiel des nanoparticules conductrices à amplifier le champ électrique local pour l’optimisation de l’électroporation et ses applications médicales. Cancer. Université Paris-Saclay, 2020. Français. ⟨NNT : 2020UPASQ006⟩. ⟨tel-03282679⟩
124 Consultations
180 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More