Les déficiences en transporteur vésiculaire de l'acétylcholine (VAChT) sont l'un des symptômes précoces de perte neuronale lors de la maladie d'Alzheimer, perte fortement corrélée avec la gravité de la démence associée. Comme le (2R,3R)-5-IBVM est le radioligand de référence du VAChT utilisé en imagerie TEMP, la synthèse par fluoro-de-diazenation a conduit à son analogue fluoré, le 5-FBVM, ainsi qu’à ses énantiomères. Par étude 3D-QSAR, confirmée par évaluation in vitro, chaque énantiomère du 5-FBVM montre une affinité pour le VAChT similaire au 5-IBVM. D'autres travaux ont permis d'améliorer le rendement en 5- FBVM par fluoro-de-triazénation du précurseur triazène, le 5-TVB, en utilisant seulement de l’éthérate de trifluorure de bore qui joue le double rôle d’acide de Lewis et d’agent fluorant, dans le tétrachlorure de carbone, sous irradiation micro-onde. L’optimisation de la fluoro-detriazénation en étudiant différents paramètres expérimentaux compatibles avec un radiomarquage a permis d’obtenir le 5-[18F]FBVM. Ce résultat encourageant devrait conduire à l’obtention du 5-[18F]FBVM. / Deficiencies in vesicular acetylcholine transporter (VAChT) are among the earliest neuronal changes preceding clinical symptoms of Alzheimer's disease, and show a strong correlation with the severity of dementia. As (2R,3R)-5-IBVM is the lead and the only SPECT radioligand for VAChT human imaging, we synthesized by fluoro-de-diazoniation its fluoro analog 5-FBVM with corresponding enantiomers, and confirmed by 3D QSAR and in vitro studies that both enantiomers of 5-FBVM are of the same order affinity as 5-IBVM. Furthermore, we greatly improved 5-FBVM yield via fluoro-de-triazenation of the corresponding triazene precursor 5-TBV using boron trifluoride etherate under non-protic acid conditions in tetrachloromethane under optimized microwave irradiation. By testing different reaction parameters in numerous experimental attempts to find fluoro-de-triazenation conditions which can be transposed to radiofluorination, we may accomplished 5-[18F]FBVM. This encouraging result warrants to optimize 5-[18F]FBVM yield via promising methods obtained in cold chemistry.

Les héparane sulfate protéoglycanes (HSPG) sont, comme l’ensemble des protéoglycanes (PG), constitués d’une partie protéique et d’un glycosaminoglycane (GAG), en l’occurrence l’héparane sulfate (HS) pour les HSPG. Ils font partie intégrante de la matrice extracellulaire (MEC). Les PG sont capables, par leurs GAG, de lier un certain nombre de partenaires tels que les facteurs de croissance, chemokines, cytokines ou enzymes. Ils régissent donc la biodisponibilité de nombreux médiateurs solubles et par conséquent leur activité biologique. Ils sont ainsi impliqués dans la régulation de nombreux processus tels que la prolifération, la différenciation, le remodelage tissulaire, l’angiogenèse... De plus, il a été démontré que la liaison de protéines possédant un site heparan binding (HB) avec l’HS des HSPG les protégent de la dégradation enzymatique. Cependant, les HSPG sont parmi les premiers composants de la MEC à être digérés par les héparanases cellulaires lors d’agressions tissulaires. Cette digestion rend les sites HB disponibles et les protéines sensibles à la dégradation protéolytique. C’est donc dans le but de protéger les HSBP (heparan sulfate binding protein) qu’a été développée la technologie des héparanes mimétiques (HM) qui vont se substituer aux HS dégradés sur les sites HB disponibles et protéger les protéines du milieu lésé. Ces HM, déjà utilisés comme agent thérapeutique de la MEC, sont désignés, dans cette utilisation, sous le sigle RGTA pour regenerating agent puisqu’ils augmentent la vitesse et la qualité de la réparation tissulaire, pouvant conduire à une véritable régénération des tissus. Lors du développement tumoral et métastatique, il a été démontré que l’activité enzymatique des héparanases est démultipliée, responsable d’une dégradation accrue des HS. Dans ce contexte, les HM vont pouvoir se fixer sur cette matrice lésée d’où l’idée de leur utilisation diagnostique en cancérologie. L’utilisation d’HM marqué (HM*) par un radioisotope tel que le fluor 18 (18F) et suivi par imagerie moléculaire TEP-Scan (tomographie par émission de positons associée au scanner) devrait permettre un marquage particulièrement efficace des matrices environnant les cellules tumorales et métastasées. Les HM* pourraient, en effet, cibler la MEC impliquée, par sa dégradation précoce, dans les processus de croissance et de dissémination tumorale et devenir un nouveau marqueur oncologique en imagerie moléculaire. A ce jour, parmi les différents marqueurs oncologiques étudiés, aucun ne s’adresse au compartiment matriciel. L’usage des HM* devrait ainsi permettre la détection des zones péri-tumorales et trouver une place dans le diagnostic précoce du cancer et son suivi thérapeutique. / Heparan sulfate proteoglycans (HSPG), like all proteoglycans (PG), consisting of a protein portion and a glycosaminoglycan (GAG), heparan sulphate (HS) for HSPG. They are part of the extracellular matrix (ECM). PG are able, through their GAG, to bind a number of partners such as growth factors, chemokines, cytokines or enzymes. They regulate the bioavailability of many soluble mediators and thus their biological activity. They are thus involved in the regulation of many processes such as proliferation, differentiation, tissue remodeling, angiogenesis... In addition, it was shown that the binding of proteins having a heparan binding site (HB) with HS of HSPG protect them from enzymatic degradation. However, HSPG are among the first components of the ECM to be digested by heparanase during cellular tissue damage. This digestion makes HB sites available and proteins are sensitive to proteolytic degradation. It is in order to protect the HSBP (heparan sulfate binding protein) that was developed technology heparan mimetics (HM) that will replace the degraded HS on available HB sites and protect proteins of middle injured. These HM, already used as a therapeutic agent of the ECM, are identified in this use under the symbol RGTA for regenerating agent because they increase the speed and quality of the tissue repair, potentially leading to a true tissue regeneration. During tumor development and metastasis, it has been shown that the enzymatic activity of heparanase is multiplied, leading to an increased degradation of HS. In this context, the HM will be able to fix this matrix injured hence the idea of their diagnostic use in oncology. Using labeled HM (HM*) with a radioisotope such as fluorine-18 (18F) and followed by molecular imaging PETScan (positon emission tomography with scanner associated) should allow a particularly efficient marking of the matrix surrounding metastatic and tumor cells. HM* could indeed target ECM involved, through its early degradation in the processes of tumor growth and tumor spread and become a new marker oncology in molecular imaging. To date, among the various studied cancer markers, none address the matrix compartment. The use of HM* should allow the detection of peri-tumor and find a place in the early diagnosis of cancer and the therapeutic monitoring.

Les maladies cardiovasculaires représentent la première cause de morbidité et mortalité dans le monde. L'athérosclérose, qui conduit à l'obstruction des artères, est à l'origine de 50% des décès dans les sociétés industrialisées. La rupture d'une plaque d'athérosclérose dite vulnérable entraîne de nombreuses complications qui, en fonction du territoire artériel considéré, vont de l'accident vasculaire cérébral à l'infarctus du myocarde. Pour pallier ce problème de santé publique majeur, l'enjeu clinique et en particulier diagnostic repose sur la prévention de ces complications cardiovasculaires dans une population à haut risque comme à l'île de la Réunion, qui se caractérise par une incidence élevée d'atteintes vasculaires et de mortalité associée. Or, il n'existe aucune technique d'imagerie permettant la détection précoce des plaques d'athérosclérose vulnérables. La médecine nucléaire possède une grande sensibilité et pourrait offrir des outils diagnostics performants permettant d'évaluer la formation de ces plaques. Parmi tous les biomarqueurs tissulaires et circulants produits lors de l'athérogenèse, nous avons choisi la Lp-PLA2 (phospholipase A2 associée aux lipoprotéines), enzyme associée aux processus inflammatoires (produite par les monocytes et macrophages) et transportée par les lipoprotéines, comme cible de l'athérosclérose en imagerie TEP (Tomographie par Émission de Positons). Nos travaux ont permis la synthèse puis le radiomarquage d'un puissant inhibiteur cette enzyme : le Darapladib, ainsi que d'analogues. Nous avons réussi à obtenir le 18F-Darapladib afin d'étudier son accumulation dans des modèles murin et ex vivo humain de plaques d’athérome. / Cardiovascular diseases are the leading cause of morbidity and mortality worldwide. Atherosclerosis, which leads to the obstruction of large arteries, represents 50% of deaths in industrialized societies. Rupture of a vulnerable atherosclerotic plaque can lead to several complications which, depending on the site, can cause stroke or myocardial infarction.To address this public health issue, there is a real need to develop new diagnostic tools to prevent these cardiovascular complications in a high risk population in Reunion island. However, no potent tool is available to doctors in order to predict the formation of vulnerable atherosclerotic plaques. Nuclear medicine with its high sensibility could offer new powerful diagnostic tools in order to assess vulnerable atheroma formation. Among all biomarkers available to the scientific community, we chose Lp-PLA2 (Lipoprotein-associated phospholipase A2) which is an enzyme associated to inflammatory processes (produced by monocytes and macrophages) as a target for PET (Positron Emission Tomography) imaging of atherosclerosis.Our work describes the radiolabelling of a potent inhibitor of this enzyme: Darapladib and associated analogs. We were able to perform its radiolabelling and to study its potential accumulation in atheroma murin models and in ex vivo human endarterectomy pieces.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:28:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseSHSAF.pdf: 6604803 bytes, checksum: a0e5f8bea6921d3e218efe7b8f76f6bb (MD5) Previous issue date: 2005-12-28 / Financiadora de Estudos e Projetos / TEP (Transparent Exopolymer Particles) have a great importance in the microbiological processes, in the carbon cycle and in food chain dynamics of the aquatic ecosystems. These particles are composed by a gel matrix formed mainly by acid polysaccharides dissolved and/or colloidal those are released by phytoplankton microorganisms. TEP are abundant in the oceans and in fresh waters and they have a dimension that varies from some micra to millimeters. This current work has the main objective of quantify and study the distribution per range of the TEP present in Barra Bonita reservoir water column in the Tietê River in the period between September of 2002 and January of 2004. Further the bacteria attached to TEP were quantified as well as preliminary protocols were established to the biological molecular analysis (DNA extraction, PCR e DGGE) of the bacteria attached to the TEP. During this study, the TEP concentration (> 1 µm), determined by a spectrophotometric method developed in this thesis, varied from 0.02 to 3.10 equiv. GX µg mL-1 and by light microscopy from 5.4 x 103 to 1.6 x 105 particles mL-1. Although, during the study period, the average concentrations did not suffer significant variations because of the unstable and dynamic system with constant changes of the Barra Bonita reservoir nature. The abundance of TEP size decreased with the increase of the particles diameter show by the equation N = kdp -β used in studies of this nature. In this equation k is related to particles concentration and β is to particles distribution per class size. In this work the k value varied from 2.40 x 104 to 3.86 x 10 6 particles mL-1 and β value from 0.2 to 2.5, indicating a predominance of particles of smaller size in the reservoir. Regarding bacteria attached to TEP, they were found on the surface and in the interior of the particles in average concentrations varying from 9 to 45 bacteria (TEP)-1, showing that not all TEP were colonized by bacteria. The number of bacteria attached to TEP can not be related to the particle surface or volume. Considering the total of bacteria numbered by fluorescence microscopy, the percentage of bacteria attached to TEP varied from 6.9 to 80.3%. The adequation of protocols to the extraction and amplification of the DNAr 16S of the bacteria attached to TEP from the water samples were performed with success and the use of PCR/DGGE techniques in these samples showed high diversity of bacteria community attached to TEP. / TEP (Transparent Exopolymer Particles) têm grande importância nos processos microbiológicos, no ciclo do carbono e na dinâmica da cadeia alimentar nos ecossistemas aquáticos. Essas partículas são compostas por uma matriz gelatinosa formada principalmente por polissacarídeos ácidos, dissolvidos e/ou coloidais oriundos da excreção de microrganismos fitoplanctônicos. As TEP são abundantes nos oceanos e em água doce e têm dimensão que varia de algumas micras até milímetros. O presente trabalho teve por objetivo quantificar e estudar a distribuição por tamanho das TEP presentes na coluna d água do reservatório de Barra Bonita, no rio Tietê, SP, no período de setembro de 2002 a janeiro de 2004. Ademais, foram quantificadas as bactérias aderidas às TEP, bem como foram estabelecidos protocolos iniciais para análise de biologia molecular (extração de DNA, PCR e DGGE) das bactérias aderidas às TEP. Durante este estudo, a concentração das TEP (> 1 µm), determinadas por um método espectrofotométrico desenvolvido neste estudo, variou de 0,02 a 3,10 equiv. GX µg mL-1 e por microscopia de luz clara de 5,4 x 103 a 1,6 x 105 partículas mL- 1. No entanto, durante o período em estudo, as concentrações médias não sofreram variações significativas devido à natureza instável de um sistema dinâmico e com constantes mudanças do reservatório de Barra Bonita. A abundância das TEP por tamanho decresceu com o aumento do diâmetro das partículas como previsto pela equação do tipo N = kdp -β empregada em estudos dessa natureza. Nesta equação o k está relacionado com a concentração das partículas e o β com a distribuição das partículas por classe de tamanho. Neste trabalho o valor de k variou de 2,40 x 104 a 3,86 x 10 6 partículas mL-1 e o valor de β de 0,2 a 2,5, indicando uma predominância de partículas de menor tamanho no reservatório. Em relação às bactérias aderidas às TEP as mesmas foram encontradas na superfície e no interior das partículas em concentrações médias variando de 9 a 45 bactérias (TEP)-1, sendo que nem todas as TEP estavam colonizadas por bactérias. O número de bactérias aderidas por TEP não pode ser relacionada com a superfície ou com o volume das partículas. Considerando o total de bactérias enumeradas por microscopia por fluorescência, a percentagem de bactérias aderidas às TEP variou de 6,9 a 80,3%. A adequação dos protocolos para a extração e amplificação do DNAr 16S das bactérias aderidas às TEP das amostras de água foi conseguida com sucesso e utilizando as técnicas de PCR/DGGE nessas amostras, foi evidenciada uma ampla diversidade na comunidade bacteriana aderidas às TEP.

Les estuaires, de par leur position stratégique à l'interface entre les eaux continentales et les eaux marines jouent un rôle écologique de première importance et sont le siège de nombreuses activités humaines. L’estuaire de Seine est caractéristique des grands estuaires anthropisés. Le management à long terme de ces écosystèmes soumis à des pressions croissantes réside notamment en une meilleure connaissance de la dynamique spatiale et temporelle des réseaux trophiques estuariens. Le phytoplancton et le microphytobenthos sont les principaux contributeurs de la production primaire (PP) dans ces écosystèmes et sont à la base des réseaux trophiques. Ces compartiments sont souvent réduits à la teneur en chlorophylle du milieu et leur productivité n’a jamais été mesurée à l’échelle de l’estuaire de Seine. L’objectif de ces travaux a été d’estimer la PP de ces compartiments le long du gradient halin. Afin d’accéder à des mesures à une haute résolution spatiale, des mesures de fluorescence modulée (PAM) à haute fréquence ont été couplées à des mesures d’incorporation de carbone (13C) à basse fréquence. Les mesures de production primaire ont été mises en perspective avec la dynamique des paramètres physico-chimiques du milieu et la structure communautés phytoplanctoniques déterminés par différentes techniques (microscopie, cytométrie, biologie moléculaire). La dynamique du carbone excrété sous forme de TEP (Transparent Exopolymeric Particules) et EPS (Exopolymeric substances) a également été étudiée pour chacun des compartiments. Au-delà des méthodologies innovantes mises en place qui montre l’intérêt des mesures à haute fréquence dans ces écosystèmes très dynamiques, ce travail apporte une nouvelle vision de la dynamique du phytoplancton et de la richesse spécifique du microbiome estuarien et apporte une estimation fiable de la production primaire. / The estuaries play an important ecological role and are the site of many human activities because of their strategic position at the interface between continental and marine waters. Seine estuary is characteristic of large anthropized estuaries. Long-term management requires better knowledge of the spatial and temporal dynamics of the estuarine food webs. Phytoplankton and microphytobenthos are the main contributor of primary production (PP) in these ecosystems and are at the basis of trophic food webs. These compartments are often reduced to the chlorophyll concentration and their productivity has never been measured along the Seine estuary. The objective of this study was to estimate the PP of these compartments along the salinity gradient. In order to access to measurements at high spatial resolution, high-frequency measurements of modulated fluorescence (PAM) were coupled to low-frequency carbon (13C) incorporation measurements. The primary production measurements have been put into perspective with the dynamics of the physical and chemical parameters and the structure of phytoplankton communities determined by different techniques (microscopy, cytometry, molecular biology). The dynamics of carbon excreted as TEP (Transparent Exopolymeric Particles) and EPS (Exopolymeric substances) were also studied for each compartment. Beyond the innovative methodologies which demonstrate the interest of high-frequency measurements in these highly dynamic ecosystems, this work provides a new insight into the phytoplankton dynamics and the specific richness of the estuarine microbiome and provides a reliable estimate of primary production.

Objectifs : Notre travail avait pour objectifs (i) d’évaluer le bénéfice dosimétrique et de prédire le bénéfice clinique d’une radiothérapie adaptative pour des cancers des voies aéro‐digestives supérieures, à la fois en termes de toxicité et de contrôle local, (ii) d’identifier les patients bons candidats à une stratégie de radiothérapie adaptative, et (iii) d’identifier le meilleur schéma de radiothérapie adaptative pour épargner les parotides. Matériels et méthodes : Le bénéfice dosimétrique a été évalué en utilisant les données de patients inclus dans une étude de phase III évaluant le bénéfice clinique d’une radiothérapie adaptative. La dose cumulée sans et avec radiothérapie adaptative a été estimée par des méthodes de recalage élastique. Une évaluation des différents algorithmes de recalage a été faite à la fois en termes de précision spatiale et d’impact sur la dose estimée. Des modèles de prédiction du risque de surdosage ont été développés en utilisant des modèles linéaires généralisées mixtes et une validation croisée par leave‐one‐out. L’évaluation de différents schémas de radiothérapie adaptative (en termes de fréquence et de nombre) a été réalisée en se basant sur l’épargne des parotides. La valeur prédictive de paramètres quantitatifs issus de la TEP a été évaluée à travers une revue systématique de la littérature. La valeur prédictive de paramètres intensité issue de la TEP a été analysée dans 2 cohortes indépendantes. Résultats : Nos travaux ont confirmé qu’en l’absence de radiothérapie adaptative pour des cancers des VADS, il existe un risque de surdosage des parotides de plus de 2 Gy pour les 2/3 des patients. Il s’y associe un risque de sous dosage de la tumeur de plus de 1 Gy pour 50 % des patients. Une radiothérapie adaptative permet de corriger à la fois le surdosage des parotides (bénéfice clinique estimée de 10 % de diminution du risque de xérostomie) et le sous dosage de la tumeur. Basés sur des paramètres issus de la planification et de la première semaine de traitement, des modèles de prédiction du risque de sur dosage des parotides ou de sous dosage de la tumeur ont été développés. Les paramètres TEP prédictifs du risque de récidive ont été identifiés. Un nomogramme a pu être développé et validé dans une 2nd cohorte de patients. Conclusion : Nos travaux confirment le bénéfice d’une radiothérapie adaptative pour épargner les parotides et maintenir la couverture tumorale. Ce bénéfice dosimétrique devrait permettre une diminution de la toxicité et une amélioration du contrôle local. Des paramètres anatomiques et dosimétriques simples permettent l’identification des patients à risque de surdosage des parotides ou de sous dosage de la tumeur. L’utilisation de la TEP permet d’identifier précocement les patients à haut risque de récidive, candidats potentiels à une intensification thérapeutique. Ces résultats justifient la poursuite des travaux sur une cohorte de patients plus importante, idéalement dans le cadre d’études cliniques de phase III. / Objectifs: The aims of this work were (i) to evaluate the dosimetric benefit and to predict the clinical benefit of adaptive radiotherapy for head and neck cancer, regarding both toxicities and local control, (ii) to identify patients whose good candidate for an adaptive strategy, and (iii) to identify the best adaptive strategy to spare the parotid glands. Materials and methods: The dosimetric benefit was assessed using data from a phase III study evaluating the clinical benefit of an adaptive radiotherapy. Cumulated dose with and without adaptive was estimated using deformable image registration. Different methods of deformable image registration were evaluated regarding both spatial and dose estimation accuracy. Predictive model of the risk of parotid gland overdose was computed using generalized linear mixed model and cross validation by leave‐one‐out. The dosimetric benefit of numerous replanning strategies, defined by various numbers and timing of replanning, with regard to parotid gland sparing, was quantified. We performed a systematic review to evaluate the predictive value of quantitative PET parameters. The predictive value of PET intensity parameters was assessed using two independent cohorts of patients. Résultats: Without adaptive radiotherapy, 65% of the patients had a PG overdose of more than 2 Gy and 50% of the patients had a tumor underdose of more than 1 Gy. Adaptive radiotherapy allows to correct both parotid gland overdose and tumor underdose. Based on parameters calculated at the planning and at the first week of treatment, predictive models of PG overdose and tumor underdose were computed. PET parameters correlated with overall survival were identified. Using two independent cohorts of patients, a nomogram to predict survival was build and externally validated. Conclusion: Our studies showed the benefit of adaptive radiotherapy to spare the parotid glands while increasing tumor coverage. These benefits should allow to decrease the toxicities while increasing local control. Early anatomical and dosimetric parameters allow identifying patients at risk of tumor underdose or parotid gland overdose. PET performed before the treatment allows identifying patients with a high‐risk of locoregional failure and death, potentially candidates for treatment. These results justify further studies on a larger cohort of patients, ideally in phase III clinical trials.

Ce travail de thèse visait à développer une nouvelle famille de ligands de type bispidines pour la complexation du cuivre(II) en vue d’applications en tomographie par émission de positrons(TEP). En effet, le cuivre 64 est un radioélément dont l’étude dans le cadre de l’imagerie TEP est en plein essor. Les bispidines, quant à elles, présentent l’intérêt de posséder une structure rigide et pré-organisée permettant la complexation de nombreux métaux de transitions.Nous présentons ici la synthèse et l’optimisation de nouveaux ligands dont les propriétés structurales et physico-chimiques ont été étudiées. Un ligand a montré de très bons résultats puisqu’il possède tous les paramètres cinétiques et thermodynamiques nécessaires à un chélatant utilisé en imagerie TEP. Différentes voies de fonctionnalisation ont ensuite été étudiées afin d’obtenir divers chélatants bifonctionnels. Un ligand comportant une lysine a pu être couplé à une fonction maléimide (régiosélective des cystéines), à une biotine (possédant une forte interaction pour la streptavidine) ou encore à un motif Bodipy pour l’obtention d’une sonde bimodale (UV-visible et TEP). Enfin, nous présentons l’extension de cette famille de bispidines par l’augmentation du nombre de fonctions de coordination présentes ou encore par l’obtention de ligands tricycliques en vue de moduler la sélectivité de ces molécules. / This work aimed to develop a new family of bispidine-type ligands for copper(II) complexation with applications in Positron Emission Tomography (PET). Indeed, copper 64 is a radioelement whose study in PET imaging is booming. Bispidines have the benefit of having a rigid and preorganized structure for complexation of a large number of transition metals. In this work we present the synthesis and optimization of new ligands whose structural and physico-chemical properties have been studied. One ligand showed very good results because it possesses all of kinetic and thermodynamic parameters which are necessary for its application to PET imaging. Different strategies of functionalization have been studied to obtain bifunctional chelates. A lysine derivative has been coupled to a maleimide function (regioselective of cysteins), to abiotine (which displays a strong affinity for streptavidin) or to a Bodipy pattern for obtaining a bimodal probe (UV-visible and PET). Finally, we present an extension of this bispidine family by increasing the number of coordination functions or by synthesizing tricyclic compounds to modulate the selectivity of these molecules.

Ce travail de thèse avait pour objectif de développer de nouveaux chélatants du cuivre(II) de type bispidine pour des applications en Tomographie à Emission de Positrons. Le 64Cu est un radioisotope métallique dont les propriétés sont intéressantes pour la TEP. Les bispidines sont des chélatants dont la structure est préorganisée et rigide. Cette propriété confère au bispidine de bonnes propriétés de coordination vis-à-vis des métaux de transition, en particulier le cuivre(II). Ce travail présente le développement d’un ligand de type bispidine possédant un groupement phosphonate ainsi que le développement de bispidines permettant la synthèse de nouvelles familles de chélatants pour le cuivre(II). La bispidine phosphonatée a ensuite fait l’objet d’une étude physico-chimique par différentes techniques, révélant ainsi qu’elle possède les caractéristiques requises pour des applications en TEP. Le radiomarquage en présence de 64Cu a été étudié pour une sélection de plusieurs chélatants et montre le fort potentiel des ligands de type bispidine pour la complexation du 64Cu. Enfin, diverses stratégies de fonctionnalisation ont été étudiées pour l’obtention d’un chélatant bifonctionnel basé sur la bispidine phosphonatée. Ces stratégies démontrent la possibilité d’obtenir deux ligands bifonctionnels. De surcroît, deux plateformes bifonctionnelles peuvent faire l’objet de point de départ pour le développement de nouvelles familles de bispidines bifonctionnelles. / This PhD work aimed at developing new bispidine-based copper(II) chelating agents for applications in Positron Emission Tomography (PET). On one hand, 64Cu is a metallic radioisotope which possesses interesting properties for PET imaging and on the other hand, bispidines have a pre-organized and rigid structure. This property makes them good chelating agents for numerous transition metals, particularly copper(II). This work presents the development of a new bispidine-based ligand having a phosphonate pendant arm as well as the development of bispidines allowing the synthesis of new chelating agents for copper(II). The physico-chemical properties of the phosphonated bispidine were thoroughly studied by different techniques, showing that it would be adequat for PET applications. Radiolabeling experiments were also done in the presence of 64Cu for various bispidines and show the high potential of bispidine ligands for the complexation of 64Cu. Finally, several functionalization strategies were studied in order to get bifunctional chelates based on the phosphonated bispidines. This study proved the possibility to develop two bifunctional bispidines based on the phosphonated one and also it allowed us to develop two bifunctional bispidines as synthon for the synthesis of new families of bifunctional bispidines.

Depuis une vingtaine d'années, le GRAMS et le CIMS travaillent en collaboration dans le domaine de l'imagerie médicale, plus précisément sur la tomographie d'émission par positrons destinée à la recherche préclinique sur petits animaux. Après le scanner TEP Sherbrooke en 1994 et le LabPET I commercialisé par Advanced Molecular Imaging (AMI) Inc., Gamma Medica Ideas et GE Healthcare au cours des années 2000, l'aspiration vers de meilleures performances est le moteur de la réalisation d'une nouvelle version : le LabPET II. L'augmentation importante du nombre de détecteurs, nécessaire pour atteindre une meilleure résolution spatiale, amène de nouveaux défis autant sur le plan matériel que logiciel. Un des défis est de compenser les disparités en gain des détecteurs à base de photodiodes à avalanche (PDA) qui engendrent des différences intercanaux. Le but de ce projet de maîtrise est de développer et d'implémenter un algorithme capable de corriger ces différences de façon automatisée.

Les maladies neurodégénératives sont un sujet de santé publique majeur. La maladie de Parkinson (MP), la démence à corps de Lewy (DCL) et l'atrophie multisystématisée (AMS) font partie d'une famille liées à l'accumulation pathologique d'une protéine : l'α-synucléine (α-syn), appelées les synucléinopathies. Il n'existe pas méthode de diagnostic formel pre-mortem de ces pathologies. À ce jour, la confirmation définitive de synucléinopathies n'est possible que sur des études post-mortem. Le mécanisme de survenue reste incompris. L'exploration des systèmes de neurotransmission et des voies métaboliques pourrait permettre d'élucider ces mécanismes. Les travaux effectués au cours de cette thèse se positionnent dans une optique de développement d'un outil de diagnostic précoce et de compréhension des mécanismes physiopathologiques grâce à l'imagerie TEP. Dans une première partie, nous avons caractérisé et validé un modèle murin de synucléinopathies. Nous avons conclu que le [18F]BF227 ne pouvait être employé comme radiotraceur des agrégats d'α-syn. La seconde partie a permis la mise au point d'une technique d'évaluation de l'affinité de molécules pour une cible donnée. Douze ligands froids ont pu être testés in vitro. Actuellement, aucun composé ne semble présenter les critères pour être un radiotraceur idéal. Enfin, la dernière partie a mis en évidence un hypométabolisme glucidique ainsi qu'une surexpression des récepteurs 5-HT1A à un stade précoce de la pathologie. Au final, cette étude a montré l'intérêt et les limites de l'imagerie TEP et des modèles animaux pour le développement d'un nouveau radiotraceur ainsi que pour l'exploration des mécanismes physiopathologiques / Neurodegenerative diseases are a major public health issue. Parkinson's disease (PD), dementia with Lewy bodies (DLB) and multiple system atrophy (MSA) are part of a family related to the pathological accumulation of a protein, α-synuclein (α- syn), and called synucleinopathies. To date, there is no pre-mortem formal diagnosis method for these diseases and the final confirmation only relies on postmortem studies. While the occurrence mechanisms remain unclear, exploration of neurotransmitter systems and metabolic pathways could bring more information on the underlying pathophysiological processes. The aims of this PhD work were (1) to develop the first radioligand targeting α-syn as an early diagnostic tool and (2) to investigate, with PET imaging, how neurotransmitter systems relates to pathophysiological mechanisms in an accelerated mouse model of synucleinopathy. In the first part of this study, we demonstrated the inability of in vivo PET imaging with [18F]BF227 to label α-syn aggregates in a model of synucleinopathy. The second part allowed the development of a competitive radioligand binding assay to determine α-syn binding parameters of non-radioactive candidate molecules. Twelve ligands were tested in vitro. Currently, no compound appears to present ideal α-syn binding properties. The last part of this study highlighted a serotoninergic hypometabolism and the overexpression of 5-HT1A receptors at an early stage of the disease in the synucleinopathy mouse model. Finally, this study demonstrated the advantages and limitations of PET imaging and animal models for the development of radiotracer and for the exploration of pathophysiological mechanisms