The traditional anticancer drugs are distributed in vivo through systemic blood circulation with a very small portion reaching the tumor site. Targeted drug delivery systems are developed in efforts to concentrate the drug molecules in the tissue of interest while reducing the drug distribution to healthy tissues to reduce the side effects. Liposomes are colloidal systems composed of amphiphilic molecules that assemble into vesicle structures in aqueous media. They are common carriers for targeted drug delivery with the advantages of low toxicity, low immunogenicity and the ability of encapsulating both lipophilic and hydrophilic drugs. Prior research indicated the advantages of triggered release in drug delivery systems. As a specific example, a series of trans-2-aminocyclohexanol based lipids (flipids) have been reported to illustrate a promising strategy to render pH-triggered drug delivery systems: pH-triggered conformational switch. Based on the foregoing, we hypothesize that incorporation of lipids with a pH-sensitive conformational switch and a long-saturated lipid tail can improve the anticancer activities of stealth liposomes. In this study, six new flipids with C-16 saturated hydrocarbon tails were designed. Such lipids were synthesized with high yields by introducing a catalyst (Copper (II) tetrafluoroborate) at a key step of the synthetic scheme. pH-sensitive liposomes (fliposomes) composed of flipids were prepared and loaded with the anticancer drug doxorubicin with high encapsulation efficiency. The physicochemical properties of doxorubicin-loaded fliposomes were characterized and their pH-dependent leakage were investigated. The results showed that among all groups fliposomes containing the C-16 trans-2-morpholylcyclohexanol-based flipid (Mor-C16) exhibited the largest increase of release as the pH dropped form pH 7.4 to 6.0, indicating its good potential of serving as a component in pH-triggered drug delivery systems. Three-dimensional multicellular spheroids (3D MCS) are self-assembled microscale tissue analogs in vitro. They better mimic the native and complex tumor microenvironment than the conventional two-dimensional cell culture systems. In this dissertation study, 3D MCS of six different human cancer cells were successfully cultured and their growing conditions were optimized to obtain 3D MCS of tight structure and reproducible size. The constructed 3D MCS carried heterogeneously distributed live and apoptotic cells as well as acidic inside pH based on confocal microscopic imaging studies. The penetration of doxorubicin-loaded Mor-C16 fliposomes into 3D MCS was imaged by confocal microscopy in comparison to doxorubicin-loaded non pH-sensitive liposomes and free doxorubicin. The anticancer activities of doxorubicin-loaded Mor-C16 fliposomes against 3D MCS of three different cell lines was also evaluated by cell viability. Both the fliposome and the non pH-sensitive liposome formulations more efficiently penetrated into two of the three types of 3D MCS compared to free doxorubicin after 4h drug exposure. However, doxorubicin-loaded Mor-C16 fliposome imposed higher cytotoxicity to all three types of 3D MCS compared to doxorubicin-loaded non pH-sensitive liposome over 72 h drug exposure. Taken together, we propose that fliposomes achieved superior activity against 3D MCS by efficient penetration into 3D MCS, followed by enhanced release of the anticancer drug doxorubicin.

Within solid tumours, a microenvironment exists that causes resistance to chemotherapy. New drugs that target cells within this microenvironment are required, the first step in this process being the identification of new targets. The aim of this thesis was to characterise changes in the transcriptome and proteome within specific regions of multicell-tumour spheroids (MCTS), an experimental model that mimics many of the features of the tumour microenvironment. HT29 MCTS were separated by sequential trypsinisation into 3 main regions; the outer surface layer (SL) the peri-necroric region (PN) and the necrotic core (NC). Using an iTRAQ quantitative proteomics approach, the proteome of the different MCTS regions was investigated. A 2 dimensional separation approach using Agilent¿s OffGel system and RP-nano HPLC was incorporated prior to MS analysis. MS analysis was done using both MALDI-TOF-TOF (Bruker Ultraflex II) and ESI-Q-TOF (Agilent 6530 QTOF LC/MS) instruments. Gene expression profiles of the different MCTS were investigated and compared using Agilent¿s one-color oligonucleotide based microarrays. Transcriptomic and proteomic analysis identified several key differences in the proteins involved in cell metabolism between the SL and PN/NC regions. Similar metabolic changes were also noted between autophagic and normal monolayer cells. Many highlighted proteins represented established cancer associated proteins. Interestingly, a number of proteins were highlighted which have no previous association with cancer and may upon further validation, provide attractive leads for therapeutic intervention.

Matrix metalloproteinases (MMPs) are a family of zinc endopeptidases capable of digesting the extracellular matrix (ECM), which is essential for tissue structure and transmitting messages between cells. MMPs play an important role in cancer, controlling cell migration, proliferation, apoptosis, regulation of tumour expansion, angiogenesis and invasion. Previous research has indicated high expression of MT1-MMP in breast cancers suggesting a potential role in tumour progression. Our results confirm that 3D multicellular tumour spheroids (MCTS) using phenotype-specific breast cancer cell lines are a valuable experimental model of the tumour microenvironment. Optimisation of MCTS culture growth conditions using different breast cancer cell lines (MCF-7, T47D, MDA-MB-468 and MDA-MB-231) was performed. Unexpected detection of MT1-MMP in MCF-7 MCTS warranted further investigation. MT1-MMP expression in different micro-environmental conditions, including hypoxia and nutrient deprivation (serum-free induced autophagy) were measured in MCF-7 monolayer cultures and MCTS models using immunofluorescence (IF), immunohistochemistry (IHC) and western blot (WB). MT1-MMP expression was rapidly and irreversibly up-regulated in MCF-7 breast cancer cells under conditions of stress (hypoxia and autophagy) compared to normal conditions suggesting an important role of the culture environment on cells behaviour and protein expression. We employed isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) technology to correlate MT1-MMP increase with proteomic profiles in MCF-7 breast cancer cell grown under hypoxic, serum-free and 3D MCTS conditions. More than 3500 proteins were identified, which were clustered into groups based on response to unique or shared microenvironment changes. Hypoxic monolayer and spheroid cells exhibited changes in anaerobic metabolism and lipid synthesis, respectively, whereas autophagy resulted in up-regulation of cellular component disassembly. The result indicated multiple drivers of MT1-MMP expression in MCF-7 cells. / Al-Mstansiriya University, Iraq

No description available.

Natural Killer cells are a type of lymphocyte belonging to the innate immune system and they operate cell-mediated cytotoxicity and release of pro-inflammatory cytokines against cancerous cells. However, in vivo testings have shown a reduced activity of NK cells against solid tumors probably due to the negative influence of the immunosuppressive tumor microenvironment. Multicellular tumor spheroids may constitute an advantageous model in cancer biology for studying the mechanisms behind cancer immune editing since it more closely mimics the complexity of the human body compared with the 2D model counterpart. This study investigated the interaction between NK cells isolated from blood and tumor spheroids obtained from A498 renal carcinoma cells, using light-sheet microscopy imaging which allows satisfactory cell tracking in the inner layers of the spheroids. NK cells not only indeed interact with tumor spheroids, but many of them were able to penetrate the spheroids inducing some changes in the structure of the latter. NK cells were also tracked over time, displaying the migration path and calculating the speed. The fluorescence intensity of the NK cells was found reduced as soon as they penetrate the spheroid but, conversely, the speed seems to increase inside the spheroid, a possible sign of the fallibility of the tracking algorithm in this specific case. We propose solutions for more sophisticated future implementations, involving the use of marks during the experimental phase and drift corrections at the data analysis level.

Metastasis remains the largest contributor for ovarian cancer mortality. The five-year survival rate decreases dramatically as the disease advances from the primary tumor site to other organ sites within the peritoneal cavity. Thus, characterizing the mechanisms behind this metastatic potential may better elucidate the molecular mechanisms of ovarian cancer progression and may reveal novel targets for preventative and therapeutic treatments. Sphingosine-1-phosphate (S1P) is a critical secondary messenger responsible for many pro-cancer signals, e.g., proliferation, angiogenesis, inflammation, anti-apoptosis, and others. While S1P's role in the aggressive profile of many other cancers is well defined, its function in ovarian cancer development is less understood. The concentration of S1P is significantly increased in the ascites of women with malignant ovarian cancer, suggesting a role in ovarian cancer progression. This study aims to understand the importance of S1P in ovarian cancer metastasis. Using our well-characterized murine cell model for progressive ovarian cancer, we investigate the impact of S1P on ovarian cells and their interactions with the stromal vascular fraction recruited from the adipose tissue in culture conditions that mimic the physiologic environment of the peritoneal cavity. These studies will provide a mechanistic link of obesity, inflammation, and the increased risk of obese women to develop and die from ovarian cancer and identify signaling events as targets for interventions. / Master of Science / The mortality rate of women diagnosed with ovarian cancer increases significantly as the disease metastasizes to other regions. Understanding the progression of this disease can create better detection and treatment methods, improving the outcome of women diagnosed with ovarian cancer. Sphingosine-1-phosphate (S1P) is a lipid molecule that has been implicated in many pro-tumorigenic properties in cancer cells; however, its role in ovarian cancer is less known. Stromal cells excrete high levels of S1P and are recruited into tumors for support and many other functions. Elucidating the role stromal cell incorporation into tumors and the role of S1P in ovarian cancer aggressiveness may highlight key pathways that can be targeted for screening methods and therapeutic treatments. This paper aims to understand the connections between S1P, stromal cells, and ovarian cancer as it progresses from a primary site to a metastatic, highly aggressive disease.

Because of the great difficulty of obtaining exact numerical values of cross-section, and because of the inherent uncertainties in interpreting and evaluating the approximate methods, accurate experimental cross-section data would be extremely useful to the radar engineer. It was with this purpose in mind that the present long-range research program in microwave scattering was undertaken. Of immediate interest were the scattering properties of the prolate spheroid, the ogive (formed by rotating the minor segment of a circle around the chord), and, for comparison, the long cylinder.

Phäochromozytome und Paragangliome (PCC/PGL) sind seltene neuroendokrine Tumore der Nebennierenrinde oder extraadrenaler Paraganglien. Ihr Metastasierungs-potential ist stark abhängig von der genetischen Prädisposition sowie der Ausbildung eines pseudohypoxischen Phänotyps. Bislang gibt es für metastasierende PCC/PGL keine Therapie, jedoch ist die Endoradionuklidtherapie mit [177Lu]Lu-DOTA-TATE unter Ausnutzung der in PCC/PGL erhöhten Somatostatin-Rezeptor-2 (SSTR-2)-Rezeptordichte eine potentielle Basis für ihre Behandlung. In dieser Arbeit sollte durch Anwendung eines Assays zur Quantifizierung morphologischer Effekte einer Bestrahlung der Einfluss des Hypoxie-induzierten Faktors 2α (HIF-2α) auf die Strahlenwirkung charakterisiert sowie durch Adressierung HIF-2α-regulierter Prozesse die experimentelle wirkstoffunterstützte Radionuklidtherapie untersucht werden. Morphologische Effekte einer Bestrahlung auf dreidimensionale MPC-Sphäroide wurden als Kurzzeit-Wachstumsarrest und Langzeit-Sphäroidkontrolle definiert. Die Beschreibung von Bestrahlungseffekten anhand der Durchmesseränderung während des strahlen-induzierten Schrumpfens und darauffolgenden Re-Growth ermöglicht die zerstörungsfreie Quantifizierung der Strahlenwirkung. Dieser Assay wurde ausgehend von der externen Bestrahlung bei MPCwt-Sphäroiden etabliert und konnte erfolgreich auf die experimentelle Radionuklidtherapie sowie ein Substanzscreening angewandt werden. Die Kultivierung genetisch modifizierter MPC-Sphäroide sowie Einflüsse von Medienzusätzen und Sphäroidgröße wurden untersucht und optimiert. Der für die Untersuchung von Bestrahlungseffekten entwickelte Assay bietet eine präzise Basis für die translationale Erforschung weiterer Therapieansätze. Eine erhöhte Stabilität und Signaltransduktion Hypoxie-induzierter Faktoren fördert Tumorwachstum, Malignität und Therapieresistenz in verschiedenen Tumorentitäten. PCC/PGL sind als vergleichsweise strahlenresistente Tumore bekannt. Die erhöhte HIF-2α-Aktivität als charakteristisches Merkmal pseudohypoxischer PCC/PGL steht im Verdacht zur Karzinogenese aber auch schnellem Tumorwachstum sowie erhöhter Invasivität von PCC/PGL beizutragen. Tatsächlich waren unabhängig von der Bestrahlungsart HIF-2α-positive MPC-Sphäroide strahlenresistenter als ihre Empty-Vector-Kontrolle. Es ergab sich die Notwendigkeit des Einsatzes einer signifikant höheren Bestrahlungsdosis, um einen Wachstumsarrest oder eine anhaltende Sphäroidkontrolle zu erzielen. Dabei war die Strahlenwirkung sehr stark abhängig von der Größe der Sphäroide zu Behandlungsbeginn. Für beide Zelllinien war der radionuklidbasierte Therapieansatz die effektivere Bestrahlungsform und brauchte eine geringere Dosis, um vergleichbare Behandlungseffekte wie die Röntgenbestrahlung zu erzielen. Dies bekräftigt die Endoradionuklidtherapie als eine bei PCC/PGL der konventionellen Strahlentherapie vorzuziehende Therapieform. Die experimentelle Radionuklidtherapie zeigte in einem Screening, dass die Strahlen-wirkung von Lutetium-177 durch Substanzen verstärkt werden kann, die HIF-2α-regulierte Prozesse adressieren. Besonders die Inhibition der Hexokinase-2 mit 3-Brompyruvat aber auch die SSTR-2-vermittelte Stickstoffmonoxidfreisetzung mit Furoxan-GA-TATE sowie die Inhibierung der DNA-Replikation und -Reparatur mit Dibromo-Diaminobenzen verbesserten den Behandlungserfolg einer Radionuklidbestrahlung. Viele der getesteten Substanzen zeigten keinen oder einen Strahlenwirkung abschwächenden Effekt. So sind Inhibitoren der HIF2α-HIF1β-Dimerisierung, des LAT-1 oder der Gluthationsynthese sowie der COX-2 keine geeigneten Kandidaten für die wirkstoffvermittelte Therapie pseudohypoxischer PCC/PGL. Diese Arbeit vollzieht einen weiteren Schritt hin zur personalisierten Therapie metastasierter PCC/PGL. Sie liefert erste experimentelle Hinweise darauf, dass HIF-2α Triebkraft der Strahlenresistenz in MPC-Zellen und damit ein ideales Target für die Therapie von PCC/PGL ist. Ein vielversprechender therapeutischer Ansatz konnte in Form der simultanen Behandlung mit Lutetium-177 und einer fraktionierten Gabe subtoxischer Mengen 3-Brompyruvat gefunden werden. Ausgehend von den Beobachtungen in vitro. Er könnte Grundlage für die Entwicklung einer wirkstoffunterstützten Endoradionuklidtherapie sein.:ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS V ABBILDUNGSVERZEICHNIS VII TABELLENVERZEICHNIS XII FORMELVERZEICHNIS XIV 1. ZUSAMMENFASSUNG 15 2. EINLEITUNG 17 2.1. PHÄOCHROMOZYTOME UND PARAGANGLIOME 17 2.1.1. KLINISCHES KRANKHEITSBILD 17 2.1.1.1. Inzidenz, Symptome und Metastasierungsprofil 17 2.1.1.2. Genetische Risikofaktoren 17 2.1.2. ROLLE HYPOXIE-INDUZIERTER FAKTOREN BEI DER ENTSTEHUNG UND ENTWICKLUNG VON PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 18 2.1.2.1. Signaltransduktion Hypoxie-induzierter Faktoren 18 2.1.2.2. Wirkweise der Isoformen HIF-1α und HIF-2α 20 2.1.2.3. Schlüsselrolle der HIF-2α-Isoform beim pseudohypoxischen Phänotyp 21 2.1.3. KONVENTIONELLE THERAPIE VON PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 22 2.1.3.1. Chirurgische Therapie 22 2.1.3.2. Chemotherapie 22 2.1.3.3. Konventionelle Strahlentherapie 23 2.2. SOMATOSTATIN-REZEPTOR-VERMITTELTE RADIONUKLIDTHERAPIE 23 2.2.1. ENDORADIONUKLIDTHERAPIE 23 2.2.1.1. Vorteile der Endoradionuklidtherapie gegenüber der konventionellen Strahlentherapie 23 2.2.1.2. Der Beta-Strahler Lutetium-177 als Therapienuklid 24 2.2.2. SOMATOSTATIN-REZEPTOREN IN PHÄOCHROMOZYTOMEN UND PARAGANGLIOMEN 25 2.2.2.1. Somatostatin-Rezeptor-Familie 25 2.2.2.2. Somatostatin-Analoga für die Radionuklidtherapie und -diagnostik 25 2.2.2.3. Endoradionuklidtherapie mit [177Lu]Lu-DOTA-TATE 27 2.3. WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDTHERAPIE 28 2.3.1. ENERGIE- UND NÄHRSTOFFVERSORGUNG 28 2.3.1.1. Target: Glykolyse 28 2.3.1.2. Target: Tumorzellmilieu 29 2.3.1.3. Target: Aminosäure-Transport 30 2.3.2. HYPOXIE UND REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 31 2.3.2.1. Target: Oxygenierung 31 2.3.2.2. Target: Hypoxie-induzierte Faktoren 33 2.3.2.3. Target: Redox-Homöostase 34 2.3.2.4. Target: Inflammation 35 2.3.3. DNA-REPARATUR UND -REPLIKATION 37 2.4. PRÄKLINISCHE PHÄOCHROMOZYTOM- UND PARAGANGLIOM-TUMORMODELLE 40 2.5. ZIELSTELLUNG 43 3. MATERIAL UND METHODEN 46 3.1. METHODEN DER SPHÄROIDKULTUR 46 3.1.1. ZELLLINIEN UND ROUTINE-ZELLKULTUR 46 3.1.2. MIKROSKOPIE 46 3.1.3. TESTSUBSTANZEN 47 3.2. METHODEN DER BESTRAHLUNGSVERSUCHE 48 3.2.1. EXTERNE BESTRAHLUNG MIT RÖNTGENSTRAHLUNG 48 3.2.2. RADIONUKLIDBEHANDLUNG DURCH INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 48 3.2.3. ANALYSE DER EFFEKTE AUF DIE STRAHLENWIRKUNG 49 3.2.3.1. Kurzzeiteffekt 49 3.2.3.2. Langzeiteffekt 50 3.3. STATISTIK 51 4. ERGEBNISSE 52 4.1. ETABLIERUNG DES IN-VITRO-ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER VERÄNDERUNGEN BEI MPC-SPHÄROIDEN INFOLGE EXTERNER BESTRAHLUNG 52 4.2. CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES VON HIF-2Α AUF DIE MORPHOLOGISCHE REAKTION VON MPC-SPHÄROIDEN NACH EXTERNER BESTRAHLUNG 55 4.2.1. EINFLUSS VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON EINZELDOSIS-RÖNTGEN-BESTRAHLUNG BEI MPC-SPHÄROIDEN 55 4.2.2. EINFLUSS VON G418 UND DMSO AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EXTERNER RÖNTGENBESTRAHLUNG BEI MPC-SPHÄROIDEN 58 4.3. CHARAKTERISIERUNG DES EINFLUSSES VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 60 4.3.1. NÄHERUNGSWEISE BERECHNUNG DER ABSORBIERTEN DOSIS BEI INKUBATION VON SPHÄROIDEN MIT [177LU]LUCL3 60 4.3.2. ÜBERPRÜFUNG DER DOSISEFFEKTE EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 IN VITRO ANHAND VON MPCWT 61 4.3.3. EINFLUSS VON HIF-2Α AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 63 4.3.4. EINFLUSS DES STARTDURCHMESSERS AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER INKUBATION MIT [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 66 4.4. EINFLUSS AUSGEWÄHLTER SUBSTANZEN AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 BEI MPC-SPHÄROIDEN 69 4.4.1. TARGET: ENERGIE- UND NÄHRSTOFFVERSORGUNG 70 4.4.1.1. 3-Brompyruvat 70 4.4.1.2. Lonidamin & Bindarit 75 4.4.1.3. LAT1-IN-1 76 4.4.2. TARGET: HYPOXIE UND REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 76 4.4.2.1. Furoxan-TATE & Furoxan-GA-TATE 76 4.4.2.2. Nimorazol & PT2399 79 4.4.2.3. Celecoxib & NO-COXIBe 80 4.4.2.4. Buthioninsulfoximin 81 4.4.3. CISPLATIN & DIBROMO-DIAMINOBENZEN 82 4.4.4. IDENTIFIZIERUNG DER EFFEKTIVSTEN SUBSTANZ FÜR EINE WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDTHERAPIE 83 4.5. CHARAKTERISIERUNG DER EFFEKTE VON 3-BROMPYRUVAT AUF DIE STRAHLENWIRKUNG VON [177LU]LUCL3 IM LANGZEITVERSUCH 85 5. DISKUSSION 89 5.1. IN-VITRO-ASSAY ZUR CHARAKTERISIERUNG MORPHOLOGISCHER REAKTIONEN VON SPHÄROIDEN AUF BESTRAHLUNG 89 5.2. STRAHLENRESISTENZ HIF-2Α-POSITIVER MPC-SPHÄROIDE 93 5.3. WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTE RADIONUKLIDBEHANDLUNG BEI HIF-2Α-POSITIVEN MPC-SPHÄROIDEN 97 5.3.1. ANPASSUNG DES ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER EFFEKTE VON SPHÄROIDEN AUF EIN SUBSTANZSCREENING 97 5.3.2. EFFEKTE VON SUBSTANZEN AUF DIE STRAHLENWIRKUNG EINER BEHANDLUNG MIT LUTETIUM-177 DURCH EINFLUSSNAHME AUF HIF-2Α-REGULIERTE PROZESSE 99 5.3.2.1. Target: Energie- und Nährstoffversorgung 99 5.3.2.2. Target: Hypoxie und reaktive Sauerstoffspezies 103 5.3.2.3. Target: DNA-Reparatur und -Replikation 111 5.3.3. 3-BROMPYRUVAT-UNTERSTÜTZTE LUTETIUM-177-BEHANDLUNG IN VITRO 113 5.4. SCHLUSSFOLGERUNG 117 5.5. AUSBLICK 118 5.5.1. WEITERENTWICKLUNG DES ASSAYS ZUR QUANTIFIZIERUNG MORPHOLOGISCHER EFFEKTE VON SPHÄROIDEN AUF EINE BESTRAHLUNG 118 5.5.2. WEITERFÜHRENDE PRÄKLINISCHE STUDIEN ZUR WIRKSTOFFUNTERSTÜTZTEN RADIONUKLIDTHERAPIE PSEUDOHYPOXISCHER PCC/PGL 120 LITERATUR CXXIII ANHÄNGE CXLI DANKSAGUNG CLXI PUBLIKATIONEN CLXII BEITRÄGE WEITERER PERSONEN CLXIII ERKLÄRUNG CLXIV

La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement alternatif à la chirurgie en oncologie utilisant un photosensibilisateur (PS), la lumière visible et l’oxygène moléculaire. La méta-tétra(hydroxyphényl)chlorine (mTHPC) est l’un des PS de deuxième génération les plus utilisés en clinique en raison de son absorption dans le rouge lointain et d’un rendement quantique en 1O2 élevé. De par sa nature hydrophobe, la mTHPC est partiellement agrégée dans la circulation sanguine diminuant sa biodistribution. Dans le but d’améliorer la sélectivité tumorale de la mTHPC, différentes stratégies de vectorisation ont été développées. La formulation liposomale de mTHPC non PEGylée (Foslip®) améliore la biodistribution ainsi que les propriétés pharmacocinétiques de la mTHPC. Cependant, une rapide destruction des liposomes en circulation ainsi qu’une rapide libération de la mTHPC sont des inconvénients majeurs. Une alternative possible est l’utilisation de vésicules extracellulaires (VE). Dérivées des cellules, les VE possèdent une stabilité naturelle dans la circulation sanguine et une capacité à transporter et délivrer leur contenu de manière spécifique aux cellules cancéreuses. Cette vectorisation est intéressante en PDT en raison d’une importante capacité d’encapsulation des porphyrines. Le but de cette étude était d’évaluer l’intérêt des VE en tant que nanovecteur de la mTHPC dans divers modèles précliniques comparé au Foslip®. Contrairement au Foslip®, l’intégrité membranaire des VE est conservée en présence de 20% de plasma. In vitro, les mTHPC-VE ont montré une internalisation cellulaire par un mécanisme actif d’endocytose. Dans un modèle cellulaire en 3D de sphéroïdes multicellulaires, les mTHPC-VE ont permis d’accroitre l’accumulation cellulaire, la diffusion au sein de ce modèle ainsi que l’efficacité PDT. In vivo, les mTHPC-VE apparaissent plus efficace au niveau PDT avec un retard de croissance tumorale significativement augmenté. En conclusion, l’intégration de la mTHPC au sein des VE améliore l’efficacité PDT dans les différents modèles d’étude. Le suivi des mTHPC-VE à l’aide d’un traceur radioactif chez la souris ainsi que l’étude du ciblage de la vascularisation tumorale seront étudiés dans la suite du travail / Photodynamic therapy (PDT) is an alternative treatment to surgery in oncology using photosensitizer (PS), light and oxygen. Meta-tetra(hydroxylphenyl)chlorin (mTHPC) is one of the most used PS in clinics due to its high absorption in the deep red and high 1O2 quantum yield. In order to improve the mTHPC tumor selectivity different attempts of nanovectorisation were conducted. Non-PEGylated liposomal mTHPC (Foslip®) increase biodistribution and pharmacokinetic properties. However, the rapid liposome destruction during circulation and rapid mTHPC release are obvious shortcomings. Alternatively, mTHPC vectorization could be realized by extracellular vesicles (EVs). Derived from the cell, EVs possess a natural stability in bloodstream and ability to transport and deliver cargo molecules into cancer cells. This formulation is interesting for PDT due to the ability to encapsulate porphyrins. The aim of the present study was to determine the interest of EVs as mTHPC nanocarriers in various preclinical models compared to Foslip®. In contrast to Foslip®, membrane integrity of mTHPC-EVs was conserved in 20% of plasma. In vitro, mTHPC-EVs showed cellular internalization by an active endocytosis mechanism. In a 3D model of spheroids, mTHPC-EVs have improved cellular uptake, better diffusion inside spheroid and increased PDT efficacy. In vivo, mTHPC-EVs appeared to be more potent in terms of PDT efficacy, with a tumor growth delay significantly higher. In conclusion, integration of mTHPC in EVs improves PDT efficacy in various preclinical models. The tracking of mTHPC-EVs using a radioactive tracer in xenografted rodents as well as the study of vascularization targeting will be studied in the next step of this work

in Hradec Králové Student: Johana Urbanová Supervisor: PharmDr. Jana Mandíková, Ph.D. = 38.02 μM), lowest indometacin μM