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La vectorisation est une stratégie pharmaceutique qui consiste non seulement à réduire les quantités de principe actif administrées, mais aussi à améliorer le rapport bénéfice/risque pour le patient. La délivrance cellulaire spécifique est augmentée alors que les effets secondaires causés par la délivrance non spécifique sont diminués. Pour être le plus efficace possible, différents vecteurs ont été proposés, non seulement capables d’encapsuler des molécules thérapeutiques, mais aussi d’interagir efficacement avec les cellules cibles. De ce point de vue, les nanoparticules polymères sont des objets intéressants pour cibler de manière spécifique certaines cellules, grâce à la combinaison unique d’une taille nanométrique et de la possibilité de moduler considérablement leurs propriétés physico-chimiques.A ce jour, l’influence de la morphologie des micro- et nanoparticules sur leur biodistribution est quasiment inconnue. Cependant, les rares études sur ce sujet suggèrent que la forme des objets introduits dans le corps a une influence majeure sur leur devenir dans les fluides [1], in vitro [2], et in vivo. Ainsi, l’observation des micro-organismes a déjà démontré que leur forme influence non seulement leur déplacement, mais aussi leur capacité à interagir avec les cellules et à être capturés par les macrophages.Comprendre, au niveau micro- et nanométrique l’influence de la forme sur les interactions entre les particules et les cellules présente un intérêt scientifique et pharmaceutique indéniable. Dans ce cadre, l’objectif de notre projet était d’identifier les différents mécanismes ou phénomènes que la forme peut impacter, et d’essayer de quantifier leur importance respective. De plus en plus d’études sur la fabrication de micro- et nanoparticules de formes originales émergent, mais quasiment aucune donnée ne fournit d’indication sur l’influence de la forme sur le comportement de ces objets.Pour mener à bien ce travail, nous nous sommes concentrés sur la production de particules non sphériques de formes et surfaces contrôlées, soit par une méthode d’auto-assemblage de copolymères de poly(gamma-benzyle-L-glutamate), soit par la déformation de particules sphériques. Enfin nous avons étudié l’influence in vitro de la forme sur les interactions avec des surfaces caractérisées, par résonance plasmonique de surface, sur les interactions avec des cellules (Cellules endothéliales humaines du cordon ombilical, HUVEC), et l’influence de la forme sur le devenir in vivo de ces particules. Tous ces éléments ont permis de démontrer que la forme des micro- et nanoparticules doit être considérée comme un facteur majeur pour moduler leur devenir in vivo. / The drug targeting strategy aims not only to reduce the amount of administered drugs, but also to improve the benefit/risk ratio for the patient. Specific cellular delivery is raised while toxic effects caused by non specific delivery are weakened.To be fully efficient various vectors have been proposed, which are not only able to encapsulate the therapeutic molecules, but are also meant to interact efficiently with target cells. From this point of view, polymer nanoparticles are interesting objects for specifically targeting cells because of a unique combination of a nanometric size and the possibility to considerably modulate their physico-chemical properties.To this day the influence of the morphology of micro- and nanoparticles on their biodistribution is mostly unknown. However only a few studies suggest that the shapeof objects introduced in the body has a major influence on their fate in fluids[1], in vitro [2], and in vivo. Thus the observation of micro-organisms shows that shape not only influences their displacement, but also their capacity to interact with cells and the capture by macrophages.Understanding, at the micro- and nanometric levels the influence of shape on the interaction between particles and cells presents an undeniable scientific andpharmaceutical interest. Within this framework, the objective of our project is toidentify the different mechanisms or phenomena that the shape might impact, and to try to quantify their significance. More and more studies on the fabrication of micro and nanoparticles are emerging, but almost no data referred to the influence of shape on the behavior of these objects.To realize this study, we focused on producing non spherical particles of controlledshape and surface, either by auto-assembly of copolymers of poly(gamma-benzyl-Lglutamate)or by deformation of spherical nanoparticles. Then we studied the influence of shape on the in vitro interactions with characterized surfaces throughsurface plasmon resonance, on the interactions with cells (Human umbilical veinendothelial cells, HUVEC), and on the in vivo fate of the particles. All these elements demonstrated that the morphology of micro- and nanoparticles must be considered as a major factor to modulate their in vivo fate.

La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement minimalement invasif basé sur une approche photochimique. Ce traitement est prometteur en oncologie et pour d’autres pathologies. La plupart des drogues utilisées en PDT (photosensibilisateurs) y compris le PS de seconde génération, la méta-tétra (hydroxyphényl)chlorine (mTHPC), sont hautement hydrophobiques et nécessitent un système de transport. Pour améliorer la solubilité de la mTHPC et ses propriétés pharmacocinétiques, les dérivés des β-cyclodextrines (β-CDs) ont été proposés. L’étude présente a analysé l’effet des β-CDs sur le comportement de la mTHPC à différentes étapes de sa distribution in vitro et in vivo. L’interaction de la mTHPC avec les β-CDs conduit à la formation de complexes d’inclusion qui abolissent complètement son agrégation après introduction dans le sérum. Il a été démontré que les β-CDs ont un effet lié à la concentration sur le processus de distribution de la mTHPC dans le sérum sanguin et les cultures cellulaires in vitro. L’étude in vivo confirme le fait que l’utilisation de β-CDs permet de modifier les processus de distribution de la mTHPC chez les animaux porteurs de tumeurs, ce qui se traduit par un taux moins élevé d’accumulation du PS dans la peau et les muscles, ainsi qu’une accumulation plus élevée du PS dans la tumeur. En conclusion, l’application des dérivés β-CDs peut ouvrir de nouvelles possibilités pour modifier et contrôler la biodistribution et les pharmacocinétiques de la mTHPC au cours de la PDT / Photodynamic therapy (PDT) is a minimally invasive photochemical treatment with a promising clinical track record for oncological and some other diseases. Most PDT-drugs (photosensitizers) including a second-generation PS meta-tetra(hydroxyphenyl)chorin (mTHPC) are highly hydrophobic and require delivery systems. To improve mTHPC solubility and pharmacokinetic properties, β-cyclodextrins (β-CDs) derivatives were proposed. The present study investigates the effect of β-CDs on mTHPC behavior at various stages of its distribution in vitro and in vivo. Interaction of mTHPC with β-CDs leads to the formation of inclusion complexes that completely abolishes its aggregation after introduction into serum. It was demonstrated that the β-CDs have a concentration-dependent effect on the process of mTHPC distribution in blood serum and cellular cultures in vitro. In vivo study confirms the fact that the use of β-CDs allows modifying mTHPC distribution processes in tumor bearing animals that is reflected in the decreased level of PS accumulation in skin and muscles, as well as in the increased PS accumulation in tumor. In conclusion, application of β-CD derivatives can open up new possibilities to modify and control biodistribution and pharmacokinetics of mTHPC in the course of PDT

Les nanotechnologies appliquées à la médecine, et plus particulièrement à l’oncologie, ont permis le développement d’une nouvelle classe d’entités, appelées communément nanomédicaments ou médicaments vectorisés. Ce projet de recherche a pour objectif d’encapsuler du docétaxel dans un vecteur lipidique unilamellaire furtif, puis de greffer en surface le trastuzumab afin d’en améliorer le profil pharmacocinétique, notamment en optimisant la spécificité de la phase de distribution. Les résultats obtenus montrent qu’il est possible de développer un immunoliposome furtif de 140 nm encapsulant 90 % de docétaxel avec un taux de greffage de trastuzumab de 30 %. L’approche en cytométrie de flux que nous avons développée et appliquée a permis une quantification absolue du nombre d’anticorps présents en surface. In vitro, un double screening en culture 2D et en sphéroïde 3D a démontré la supériorité antiproliférative de l’immunoliposome comparativement à tous les autres traitements, indépendamment du statut Her2 des lignées étudiées. Les études in vivo ont confirmé cette supériorité, y compris comparativement au T-DM1, l’antibody-drug conjugate de référence dans la pathologie. Les études de biodistribution ont montré que l’accumulation de notre forme vectorielle dépendait de la taille et du degré de vascularisation des tumeurs, plus que statut Her2 tumoral. En conclusion, nous avons démontré l’intérêt thérapeutique de développer des formes vectorielles dans la prise en charge du cancer du sein, comparativement aux traitements standard. Une optimisation de la phase de distribution explique la supériorité antiproliférative obtenue avec l’immunoliposome. / The application of nanotechnology in medicine, especially oncology, has allowed for the development of a new class of entities, commonly called nanomedicine or vectorized medicine.This research project aims to encapsulate docetaxel in a stealthy, unilamellar, lipidic vector, then graft trastuzumab onto its surface to improve its pharmacokinetic profile, specifically by optimizing the specificity of the distribution phase.The results show that it is possible to develop a stealthy immunoliposome of 140 nm encapsulating 90% docetaxel and a trastuzumab grafting rate of 30 %. The flow cytometry approach that we developed and applied allowed for an absolute quantification of the number of antibodies present on the surface. In vitro, a double screening in 2D culture and in 3D spheroid showed the antiproliferative superiority of the immunoliposome compared to all the other treatments, regardless of the Her2 status in the cells studied. In vivo studies have confirmed said superiority compared to T-DM1; the benchmark antibody-drug conjugate for this pathology. Biodistribution studies have shown that the accumulation of our vector depends moreover on the size and degree of tumor vascularization than its Her2 status. In conclusion, we have demonstrated the therapeutic value of developing vector forms in the management of breast cancer therapy compared to standard treatments. The optimization of the distribution phase explains the antiproliferative superiority obtained by using the immunoliposome.

Avec l'essor des nanotechnologies, se pose la question de la toxicité respiratoire et de l'impact des nanoparticules manufacturées sur des pathologies respiratoires telles que l’asthme allergique. Cette thèse a eu pour but d’étudier la toxicité respiratoire des nanotubes de carbone (NTC), figure emblématique des nanotechnologies, en lien avec leur biodistribution, chez la souris normale et dans un modèle murin d’asthme. Ce travail a porté sur des NTC à parois multiples, qui représentent plus de 95% de la production industrielle de NTC. Nos travaux ont montré que ces NTC se distribuent de façon uniforme dans les voies respiratoires de la souris, qu’ils sont internalisés par différentes cellulesrésidantes ou infiltrées (macrophages, pneumocytes de type II, neutrophiles), et qu'ils sont capables, en fonction de la dose et de la durée d'exposition, d'induire une inflammation et un remodelage des voies aériennes. Nos données ont également montré que ces NTC peuvent promouvoir la réponse à un allergène, les cellules épithéliales jouant un rôle dans cet effet. Ainsi, l’exposition aux NTC pourrait représenter un risque pour la santé respiratoire des sujets sains, mais également des sujets asthmatiques. / With the development of nanotechnologies, the question arises about the respiratory toxicity and the impact of the manufactured nanoparticles on the respiratory diseases such as allergic asthma. The aim of this thesis was to study the respiratory toxicity and biodistribution of carbon nanotubes (CNT), which are emblematic figures of nanotechnologies, in normal mice and in a murine asthma model. This work was conducted on multi-walled CNT, which represent more than 95% of the industrial production of CNT. Our data showed that CNT distribute uniformly in the mouse airways, that they areinternalized by different resident and infiltrated cells (macrophages, type II pneumocytes, neutrophils), and that they are able, according to the dose and duration of exposure, to induce an inflammatory response and a tissue remodeling. Our data also showed that CNT can promote the response to an allergen, and suggested that epithelial cells play a role in this effect. Thus, exposure to CNT could represent a risk for the respiratory health of healthy subjects and asthmatics.

Depuis leur découverte en 1975 par Köhler et Milstein, le monde des Ac monoclonaux a beaucoup évolué. Ils occupent actuellement une place prépondérante dans la prise en charge de nombreux cancers. De nos jours, les Ac monoclonaux, ayant une AMM ou en essai clinique, sont tous de classe IgG voire IgG1. Cette classe d’Ac a cependant montré des limites à son utilisation, et l’étude d’autres isotypes d’Ac, comme les IgA, pourrait être intéressante. Les IgA, isotype d’Ac particulier en raison notamment de leur hétérogénéité dans les formes moléculaires, demeurent peu étudiées à l’instar des IgG. Dans ce travail, nous proposons un radiomarquage des IgA monomériques, polymériques et sécrétoires, avec le 99mTc par une méthode indirecte impliquant le 2-iminothiolane et le cœur tricarbonyl. Par le biais de ce radiomarquage, la biodistribution des IgA monomériques et polymériques après administration i.v. a été évaluée chez l’animal sain et chez l’animal porteur de tumeur à localisation muqueuse. Ces études nous ont permis d’entrevoir le potentiel diagnostique des IgA, mais aussi leur intérêt en thérapie ciblée de tumeurs à localisation muqueuse. D’autre part, grâce à leur résistance enzymatique et au phénomène de retranscytose, une nouvelle voie d’administration des Ac monoclonaux pourrait être développée. Dans cette optique, des IgA sécrétoires ont été administrées par voie orale lors d’études préliminaires de biodistribution. / Since their discovery in 1975, by Köhler and Milstein, monoclonal antibodies (mAbs) world has significantly evolved and they currently hold a prominent place in cancers care. Today, the mAbs, having a marketing authorization or in clinical trial, are all IgG class (IgG1). However, this Ab class showed limitations on its use, and the study of other isotypes, such as IgA, could be interesting. Unlike IgG, IgA, original isotype particularly because of their heterogeneity in molecular forms, remains understudied. In this work, we propose a radiolabeling of monomeric, polymeric and secretory IgA with 99mTc by an indirect method, involving 2-iminothiolane and tricarbonyl core. Biodistribution of radiolabeled monomeric and polymeric IgA was evaluated, after intravenous administration, in healthy animals and in mucosal tumor-bearing animals. These studies have allowed us to glimpse the IgA diagnostic potential, but also their interest in targeted therapy of tumors with mucosal localization. Moreover, thanks to their enzymatic strength and retranscytosis, a new administration route of mAbs could be developed. In this context, secretory IgA were administered orally in preliminary biodistribution studies.

La nanomédecine est un secteur d’activité en plein essor depuis le développement des liposomes, nanovecteurs permettant d’encapsuler des molécules hydrosolubles ou amphiphiles pour la délivrance de médicament. Les nouveaux agents thérapeutiques synthétisés étant de plus en plus lipophiles, le développement de nouveaux vecteurs nanoparticulaires permettant leur transport constitue aujourd’hui un enjeu majeur. Les lipidots, nanoparticules lipidiques solides biocompatibles de 50 nm de diamètre, composées d’un mélange d’huile, de cire et de lécithine stabilisées par une couronne de surfactants pegylés, permettent de transporter des composés hautement hydrophobes en leur cœur. Des agents nucléaires pour la tomographie à émission monophotonique et des agents de fluorescence ont pu y être encapsulés pour l’évaluation de la biodistribution de ces nanoparticules chez la souris saine ainsi que dans différents modèles tumoraux. Un peptide de ciblage, le cRGD a également été greffé à la surface des lipidots afin d’adresser préférentiellement, dans les 3 premières heures après injection, les nanoparticules vers les tumeurs surexprimant les intégrines αvβ3. Une biodistribution particulière des lipidots dans les organes stéroïdiens (surrénales, ovaires) a été observée avec une localisation spécifique dans les zones synthétisant les hormones stéroïdiennes (le corps jaune pour les ovaires, la zone corticale pour les surrénales). Cette affinité unique a été mise à projet pour cibler des tumeurs hormono-dépendantes, ainsi que pour encapsuler des hormones ovariennes pour le traitement hormonal substitutif ou le contrôle de la procréation. / Nanomedicine is a fast growing field since the development of liposomes, nanovectors able to encapsulate in their core or phospholipid bilayer hydrophilic or amphiphilic molecules for drug delivery purposes. Nowadays, most of the new synthetized therapeutic compounds are hydrophobic, necessitating the development of new types of nanocargos. Lipidots, 50 nm diameter biocompatible solid lipid nanoparticles, composed of a mixture of oil, wax and lecithin stabilized by a shell of pegylated surfactants, are used to encapsulate highly hydrophobic compounds in their core for vectorization purpose. Nuclear agents for simple photon emission tomography, or near infrared fluorescent dyes, have been encapsulated in the lipidot core, to assess the biodistribution of these nanoparticles in healthy mice as well as in a large range of tumor models. A targeting peptide, the cRGD motif, was also grafted on the surface of lipidots to vectorize preferentially the nanoparticles to tumors overexpressing αvβ3 integrins. An unexpected lipidot biodistribution in steroid organs (adrenal, ovary) was observed, with a specific localization in areas of steroid hormones synthesis (corpus luteum in ovaries, cortex for adrenals). This unique lipidot affinity was used to target hormono-dependent cancer cells, as well as to encapsulate ovarian hormones, like estradiol or ethynil estradiol, for hormone substitution therapy or birth control.

L’objectif de ces travaux de thèse repose sur la conception de nanoparticules pour l’upconversion (UCNPs) visant à réaliser de l’imagerie médicale par fluorescence. L’intérêt de ces nano-objets s’appuie sur l’excitation et l’émission conjointe dans le domaine du proche infrarouge, permettant de travailler dans la fenêtre thérapeutique des tissus. Une première partie présente l’élaboration des nanoparticules sphériques de NaYF 4 , dont le taux de dopage a permis de mettre en avant les conversions possibles grâce aux phénomènes optiques d’upconversion (IR → NIR, IR → visible et IR → UV). De plus, l’étude d’hydrophilisation, primordiale pour des applications médicales, a montré un fort intérêt pour l’enrobage par échange de ligands et plus particulièrement par des molécules dendritiques. Dès lors que les nano-objets ont été validés et stabilisés dans un milieu aqueux, ces derniers ont été testés in vitro et ont permis de montrer une cytotoxicité faible. La dernière partie a permis d’adapter l’équipement IVIS SPECTRUM® à nos conditions optimales d’utilisation des UCNPs. Cette installation a validé la preuve de concept de nos UCNPs in vivo, permettant ainsi d’être imagées chez le petit animal. Ce dispositif, encore unique en Europe ouvre ainsi la voie pour des études plus approfondies de l’utilisation des UCNPs pour la détection de tissus spécifiques, tels que les tissus tumoraux. / The aim of this PhD work deals with the design of upconverting nanoparticles (UCNPs) to perform medical imaging by fluorescence. The interest of these nano-objects is based on both excitation andemission in the near infrared range, allowing the work in the therapeutic window of tissue. The first part presents the development of spherical nanoparticles of NaYF 4 , which the doping concentration has highlighted the transitions permits through upconversion phenomena (IR → NIR, IR → visible and IR → UV). In addition, the hydrophilization part, necessary for medical application, has shown a strong interest in the coating by ligand exchange and particularly by dendritic molecules. Since the nanoparticles have been validated and stabilized in aqueous medium, they were tested in vitro and have shown low cytotoxicity. The last part was to adapt the IVIS SPECTRUM® equipment to our optimal conditions of use of UCNPs. This installation has validated the proof of concept of our UCNPs in vivo, which is to image in small animals. This device, also unique in Europe, opens the way for further use of UCNPs studies for the detection of specific tissues such as tumor tissues.

Nous avons développé des nanoparticules d’une prodrogue de glucocorticoïde, la dexaméthasone palmitate (DXP) à visée thérapeutique dans le traitement de la polyarthrite rhumatoïde (PR). Cette maladie auto-immune est caractérisée par une inflammation articulaire, une érosion osseuse et cartilagineuse et une dérégulation du système immunitaire. Parmi les traitements indiqués dans la PR, l'utilisation des glucocorticoïdes est limitée par leurs effets secondaires importants induits par leur pharmacocinétique défavorable. Afin de traiter la PR par voie intraveineuse, la formulation de nanoparticules PEGylées semble indispensable afin d’échapper au phénomène d’opsonisation et d’espérer obtenir une accumulation spécifique au niveau des articulations inflammées. Pour cela, nous avons développé des nanoparticules de DXP (DXP-NP) stabilisées par le DSPE-PEG2000.Les caractéristiques physico-chimiques des nanoparticules obtenues ont été évaluées ainsi que leur stabilité au cours du temps. La structure interne des nanoparticules définie comme amorphe ainsi que leur très fort taux de charge prouvent ainsi l’impact du DSPE-PEG2000 dans l’organisation moléculaire des DXP-NP. In vivo, l’étude de la pharmacocinétique et de la biodistribution des DXP-NP suite à leur administration intraveineuse a démontré une circulation prolongée du système. Dans un modèle murin de polyarthrite rhumatoïde, les DXP-NP ont démontré leur accumulation spécifique dans les articulations inflammées en corrélation avec une supériorité thérapeutique significative en comparaison avec la molécule libre hydrosoluble. Des études histologiques ainsi que l’évaluation du traitement sur l’apparition d’effets indésirables complètent l’étude in vivo. / We developed nanoparticles of a glucocorticoid prodrug, dexamethasone palmitate (DXP) for the treatment of rheumatoid arthritis (RA). Joint inflammation, bone and cartilage erosion and dysregulation of the immune system characterize this autoimmune disease. Among the treatments indicated in RA, the use of glucocorticoids is hampered by their side effects induced by their unfavorable pharmacokinetics. To treat RA intravenously, the formulation of PEGylated nanoparticles seems essential in order to escape from opsonization and to obtain a specific accumulation in the joints inflamed. Therefore, we developed DXP nanoparticles (DXP-NPs) stabilized by the DSPE-PEG2000.The physicochemical characteristics of the nanoparticles obtained were evaluated as well as their stability over time. The amorphous internal structure of the nanoparticles and their very high drug loading thus prove the impact of DSPE-PEG2000 in the molecular organization of DXP-NPs. In vivo, the study of the pharmacokinetics and biodistribution of DXP-NPs following intravenous administration demonstrated prolonged circulation of the system. In a mouse model of rheumatoid arthritis, DXP-NPs their demonstrated specific accumulation in inflamed joints in correlation with significant therapeutic superiority in comparison with the water-soluble free molecule. Histological studies as well as adverse events evaluation supplemented the in vivo study.

Le Sarcome d'Ewing est un cancer pédiatrique rare, principalement dû à l'expression de l'oncogène de jonction EWS-Fli1, et dont les traitements médicamenteux ont peu évolué au cours des dernières décennies. Nous nous intéressons à une nouvelle approche thérapeutique utilisant des siRNA, ciblant spécifiquement l'oncogène EWS-Fli1, et permettant l'inhibition de la croissance tumorale. Durant mon travail de thèse, j'ai utilisé des nanocristaux de diamant issus soit de détonation (DND), soit de synthèse haute pression-haute température (NDHPHT) pour vectoriser les siRNA, accrochés par interaction électrostatique. Pour ce faire, les NDs ont été rendus cationiques par différentes méthodes: (i) hydrogénation assistée par plasma, (ii) par recuit thermique, ou (iii) par traitement chimique pour les DNDs, ou (iv) greffage covalent d'un polymère cationique sur des NDHPHT (COP-NDHPHT).Mes travaux ont comporté deux axes: (i) étude in vitro des complexes ND:siRNA (caractérisations physico-chimiques des NDs et étude de l'efficacité d'inhibition de l'oncogène par les complexes); (ii) distribution tissulaire de COP-NDHPHT, injectés dans des souris, grâce à des NDHPHT fluorescents, contenant des défauts azote-lacune. Pour les détecter individuellement dans des coupes d'organes de souris portant une tumeur xénogreffée sous-cutanée, nous avons développé un système d'imagerie en épifluorescence à grande ouverture numérique, et résolu en temps afin de rejeter l'autofluorescence tissulaire (de durée de vie plus courte que celle des NDs). Nous avons quantifié le nombre, l'état d'agrégation et la localisation cellulaire de ces vecteurs (grâce à un marquage histopathologique imagé simultanément) 24h après injection. Les NDs ont été clairement détectés dans les différents organes, dont la tumeur, ouvrant la voie à un contrôle de la progression tumorale grâce au siRNA. / Ewing Sarcoma is a rare pediatric cancer, caused in the majority of the cases by the expression of the fusion oncogene EWS-Fli1. Current treatments have not much evolved over the past decades. We are investigating a new therapy based on siRNA specifically targeting the oncogene and inhibiting the tumor growth. During my PhD thesis, I have tested different types of synthetic nanodiamonds (ND) used to vectorize siRNA electrostatically bound at their surface: ND produced by detonation (DND) or by High Pressure-High Temperature synthesis (NDHPTH). Their surfaces have been cationized by various processes: (i) plasma or (ii) thermal hydrogenation, (ii) chemical treatment, or (iv) covalent grafting of a copolymer (COP-NDHPHT).My PhD work included two main axis: (i) in vitro study of ND:siRNA complexes (NDs physico-chemical characterization and oncogene inhibition efficacy by the complexes); (ii) tissue distribution of COP-NDHPHT, injected into mice, using fluorescent NDHPHT containing nitrogen-vacancy defects. To detect them individually in sections of mouse organs carrying a subcutaneous xenograft tumor, we developed an epifluorescence imaging system with large numerical aperture and resolved in time to reject tissue autofluorescence (of a shorter lifetime than NDs). We quantified the number, the aggregation state and the cell localization (thanks to simultaneous histopathological imaging) of these vectors 24 hours after injection. NDs have been clearly detected in different organs, including the tumor, paving the way for tumor progression control with siRNA.