Une plateforme micro « plug-and-play » promet d'accélérer le développement de nouveaux radiotraceurs TEP

Une équipe de recherche de la Keck School of Medicine of USC s'efforce de développer une plateforme micro « plug-and-play » (prête à l'emploi) visant à accélérer considérablement le processus de synthèse et de préparation de nouveaux radiotraceurs pour la tomographie par émission de positons (TEP). Ce projet vise à abaisser les barrières et les coûts de développement des sondes d'imagerie moléculaire, et a obtenu une subvention de recherche dédiée de quatre ans d'un montant total de 2,6 millions de dollars de la part du National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB), rattaché aux National Institutes of Health (NIH) des États-Unis.

Ce projet est dirigé par le Dr Kai Chen (PhD), professeur de radiologie, de radio-oncologie et de pharmacologie et sciences pharmaceutiques à l'Université de Californie du Sud. Dans la recherche clinique, les scientifiques découvrent continuellement de nouveaux biomarqueurs pour diverses maladies, mais la transformation de ces cibles en traceurs TEP appropriés se heurte souvent à de nombreux obstacles techniques — le processus de radiomarquage des biomolécules est complexe et extrêmement exigeant sur le plan technique, et repose fortement, dans le modèle traditionnel, sur de grandes cellules chaudes de synthèse dédiées et des équipements spécialisés encombrants.

Pour surmonter ce goulot d'étranglement de la préparation, l'équipe de l'Université de Californie du Sud a fusionné deux technologies chimiques de pointe : premièrement, la « chimie click » (Click chemistry), qui permet un assemblage rapide et précis entre molécules ; deuxièmement, la « radiochimie en gouttelettes » (Droplet radiochemistry), qui utilise des volumes infinitésimaux de liquide de l'ordre du microlitre pour des réactions efficaces. Les chercheurs collaborent étroitement avec une équipe de recherche de l'Université de Californie à Los Angeles (UCLA) pour intégrer des motifs structuraux radioactifs universels (Building block) avec différentes biomolécules ciblantes, et les fixer dans un dispositif à puce miniature.

Le professeur Chen Kai souligne que la concentration de toutes les étapes de synthèse chimique et de marquage sur une puce miniature pourrait permettre une préparation rapide et efficace de nouveaux radiotraceurs, en réduisant considérablement la dépendance aux grandes installations coûteuses traditionnelles et aux équipements de blindage complexes. Actuellement, l'équipe a réalisé des preuves de concept préliminaires pour plusieurs traceurs ciblant les tumeurs, notamment des traceurs ciblant la protéine d'activation des fibroblastes (FAP) surexprimée dans diverses tumeurs malignes, ainsi que des sondes moléculaires spécifiques pour le cancer du foie et le cancer de la prostate. Les données expérimentales préliminaires indiquent que la chimie click à l'échelle microscopique permet de synthétiser rapidement plusieurs sondes ciblant les tumeurs.

Avec l'arrivée de cette nouvelle subvention de recherche, ce système devrait favoriser une automatisation et une miniaturisation accrues de la préparation des radiotraceurs, réduisant significativement les coûts matériels et matériels nécessaires au développement de sondes d'imagerie dédiées. Outre le diagnostic et le traitement de précision des tumeurs malignes, cette plateforme microfluidique sera progressivement étendue à l'exploration de la synthèse de traceurs ciblant d'autres maladies majeures telles que les maladies neurodégénératives, et continuera d'optimiser les performances matérielles et d'élargir le spectre de criblage moléculaire au cours des prochaines années.