Dispositif d’aide au guidage des biopsies prostatiques par fluorescence proche-infrarouge

1. 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)

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

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

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

5. 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.

6. 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)

7. 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

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

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

10. Ciblage spécifique • Choix de l’Ac • 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

11. 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

12. 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

13. 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 X63 DAPI = noyau vert = PSMA X20 HE

14. Injection des nanos scFv ou capées (première série) 20 min 60 min T0 1 (296) scFv 2 (297) scFv 5 (300) capées

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

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

17. Projets cliniques • Optimisation du système • 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 ?