Dispositif d’aide au guidage des biopsies prostatiques par fluorescence proche-infrarouge J. Boutet2, N.Grenier1, E.Rustique2, A.Jacquart2, L.Hervé2, J.L.Coll3, M.Keramidas3, I.Texier2, F.Navarro2,F. Couillaud1, R.Boisgard2, G.Pottier2, J.M.Dinten1 1-Université Bordeaux Segalen – CHU de Bordeaux 2-CEA-LETI, Grenoble 3-INSERM U823, Institut A. Bonniot, Grenoble nicolas.grenier@chu-bordeaux.fr (2) (1) (3)

Comment identifier le cancer ? Imagerie fonctionnelle en IRM : Véritable progrès mais manque de SS et de SP Imagerie moléculaire en TEP-IRM : Prometteur mais résolution spatiale insuffisante SpT2 Diffusion Perfusion

Biopsies prostatiques ciblées par imagerie 1 2 3 4 Ciblage cognitif après IRM Rapide On ne voit pas les cibles pdt la biopsie Fusion IRM-US Permet de cibler la lésion principale Nécessite un système approprié Injection de microbulles Biopsies sous IRM Permet de cibler la lésion principale Vérification du positionnement de l’aiguille Peu disponible Immobilise l’IRM Permet de retrouver la cible Nécessite le logiciel PDCUS dans l’échographe

Système d’imagerie bimodal FIANIUM Sonde bimodale 6 fibres d’excitation 4 fibres de détection Localisation de la tumeur sur l’image bimodale J.Boutet et al., J. Biomed. Opt., 2009

Conclusions de Prostafluo Développement d’une sonde bimodale US/optique adaptée aux contraintes cliniques Profondeur d’investigation : 0-28 mm Résolution σX = 0.13 cm σY = 0.9 cm σZ = 0.10 cm Répétabilité < 0.1 cm reconstruction optique et co-enregistrement avec les US Validation sur fantôme à 80% Validation sur petit animal 3/4 Futur : Prendre en compte les hétérogénéités tissulaires pour améliorer la localisation optique : étude clinique Test de différentes sondes fluorescentes sur de gros animaux : chien développant spontanément un cancer de prostate.

Projet BiTum, ANR 2011 Finaliser le système pour la clinique Développer un nanovecteur fluorescent (Lipidots) pour cibler le cancer Choix de fluorophore Pharmacocinétique, biodistribution Ciblage spécifique anticorps anti-PSMA RGD Imagerie du gros animal (chien) Imagerie du petit animal Développer des modèles murins de KP exprimant ou non les cibles Implantation in situ (collaboration avec Muriel Busson, Montpellier)

Développements récents en instrumentation Test de la compatibilité de la sonde avec des études cliniques (laser safety, biocompatibilité, décontamination...) Intégration du système dans une baie transportable À l’aide notamment d’une nouvelle technologie de laser à fibre Adaptation de la sonde optique en vue d’une étude préclinique sur chien PROSTAMOBILE

Développement d’un nouveau traceur : LIPIMAGE™ Nanoparticules lipidiques : Dispersion d’une phase lipidique dans une phase aqueuse (sonication) - Nanoémulsion - Cœur lipidique Fluorophore lipophile surfactant Chaines PEG Avantages: Furtivité Brillance (5x ICG) internalisation facilitée Stabilité > 5 semaines 50 nm 8

Ciblage non spécifique Fonctionnalités des nanoparticules par EPR : - test visibilité des nanoparticules - test de localisation passive à la tumeur 80 nm Les nanoparticules sont fonctionnelles Sur tumeur DU145 sous cutanées

Ciblage spécifique Choix de l’Ac Modèles : YPSMA Abcam : NON scFvD2B (Giulio Fracasso & Marco Colombati, Vérone, IT) FrigerioB et al, Eur J Cancer 2013 Modèles : Orthotopique vs sous-cutané Souris immunocompétentes vs immunodéficientes Expression conditionnelle PSMA

Anticorps pour la fonctionnalisation des lipidots scFvD2B (collaboration laboratoire de Verone) 1- Validation de l’utilisation du fragment d’anticorps en immunocytochimie Cellules LnCap (marquage sur cellules vivantes) DAPI bleu = noyau Vert = PSMA D2B scFv 2- Validation en immunohistotochimie Coupe prostate souris/cancer Anticorps (fragment scFv) validé

Construction du modèle cellulaire : LnCap – souris immunodéficiente 1-Lignée LnCap transformée (stable) =LnCaplucF expression de la luciférase Firefly pour le suivi en bioluminescence de la pousse tumorale Marquage scFv de la lignée LnCaplucF (cellules vivantes) DAPI bleu = noyau Vert = PSMA 2-Validé en implantation orthotopique par bioluminescence Activité luciférase (LnCaplucF injectée dans la prostate 0.5M/lobe) Image 9 jours après implantation Utilisation des LnCaplucF pour implantation orthotopique

Construction du modèle cellulaire : LnCaplucF 3-Validé par coloration et histochimie Premier lot de souris Inj prostate LnCap (0.5M/lobe) 8 semaines post inj Coupe cryo 15µm/ HES et IHC contrôle S0-249 cancer nécrose X20 HE X63 DAPI = noyau vert = PSMA

Injection des nanos scFv ou capées (première série) 20 min 60 min 1 (296) scFv 2 (297) scFv 5 (300) capées

Tissus traités pour IHC et HE Prélèvement 4 V P Tissus traités pour IHC et HE

Essais pré-cliniques Gros animal : Chien : Transducteur spécifique Cancers spontanés Implantation Transducteur spécifique École vétérinaire de Lyon

Projets cliniques Optimisation du système Essais pilotes : AO Ressourcement du CR Aquitaine Implication de la Route des Lasers : Alphanov Essais pilotes : Propriétés optiques de la prostate Essai pilote avec de l’IGC (AMM) avant PT Essai Lipidots ?