FR2930890A1 - Submicron particles, useful for the fabrication of a medicament for the treatment and/or prevention of tumor diseases such as cancer, and proliferative diseases such as arthritis, comprise an oxide and/or oxohydroxide of a rare earth - Google Patents
Submicron particles, useful for the fabrication of a medicament for the treatment and/or prevention of tumor diseases such as cancer, and proliferative diseases such as arthritis, comprise an oxide and/or oxohydroxide of a rare earth Download PDFInfo
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Abstract
Description
L'invention concerne de nouveaux agents de radiothérapie ciblée ou de curiethérapie. Plus précisément l'invention vise des particules submicroniques à forte concentration en oxyde ou oxohydroxyde de terres rares, les dites terres rares présentant une activité radioactive. Ces particules se comportent donc comme des radionucléides et sont utilisées en radiothérapie métabolique ou en curiethérapie, ou plus généralement dans le domaine de la thérapie et du diagnostique. Les radionucléides sont utilisés couramment dans différents domaines en biologie, mais aussi comme marqueurs ou traceurs à des fins de caractérisation de milieux ou encore comme agents thérapeutiques, L'effet thérapeutique des radionucléides ou radio-éléments utilisés en médecine est basé sur l'effet fortement ionisant des rayonnements particulaires 13- et a émis par les radionucléides, rayonnements entraînant une cascade de réactions cytotoxiques qui conduisent finalement à la mort cellulaire (effets radiobiologiques). Cet effet thérapeutique est utilisé depuis de nombreuses décennies en traitement adjuvant de tumeurs malignes, mais également dans le traitement de maladies non cancéreuses. On distingue la radiothérapie ciblée définie comme l'utilisation de molécules radioactives ayant la double propriété d'être ionisante et de pouvoir cibler, après injection parentérale, un tissu cible, et la curiethérapie. La curiethérapie est une technique d'irradiation consistant à introduire des sources radioactives au contact ou à l'intérieur même de la tumeur. Ces dispositifs sources se présentent habituellement sous la forme de bâtonnets de quelques millimètres de long et d'un millimètre de diamètre déposés au sein de la cible à traiter. Ils peuvent consister aussi en structures nano ou micrométriques. Les éléments sont déposés au sein du tissu cible, et l'efficacité thérapeutique est liée à la répartition homogène au sein de l'ensemble de la zone cible, difficile à obtenir. L'utilisation d'éléments moléculaires permet d'obtenir une très bonne dispersion de ceux-ci, mais avec une diffusion également en dehors de la zone à traiter, trop rapide, avec un risque d'efficacité thérapeutique réduite dans la zone d'intérêt et d'effets secondaires systémiques ou loco-régionaux (effets radiobiologiques au niveau des tissus sains). La radiothérapie ciblée repose sur une concentration des molécules radioactives essentiellement dans le tissu cible pour limiter l'effet ionisant aux cellules cibles afin d'obtenir un effet thérapeutique avec des effets secondaires limités (absence d'effet radiobiologique sur les cellules saines). Il faut donc que l'élément radiotoxique soit ciblé vers le tissu cible. Ce ciblage peut être obtenu : - par tropisme particulier de certains éléments, comme le chlorure de strontium 89, analogue du calcium, ou les analogues des bi-phosphonates marqués au samarium 153 pour la trame osseuse utilisés pour le traitement palliatif des métastases osseuses ; ou l'internalisation spécifique de l'iode par les cellules thyroïdiennes permettant le traitement des hyperthyroïdies et le traitement adjuvant des reliquats thyroïdiens par l'iode 131 dans les cancers différenciés de la thyroïde ou les hyperthyroïdies - par couplage de l'élément thérapeutique ionisant à une molécule de reconnaissance des cellules tumorales, comme des anti-corps (traitement des cancers pulmonaires ou médullaires de la thyroïde par des anti-corps anti-ACE marqués par l'iode 131, traitement des lymphomes avec des anti-corps radiomarqués (anti-CD 20 marqué par l'[90]Y). Le couplage peut être fait également avec des peptides (exemple de l'utilisation de l'octréotide/lanréotide marqué à l'[90]Y ou au [177]Lu, utilisé dans le traitement des tumeurs gastroentéropancréatiques neuro-endocrines (GEP) et les paragangliomes) ou avec des polysaccharides ou d'autres molécules complexes (exemple de l'utilisation d'un analogue radiomarqué de la guanidine, la l'[131] I-MIBG pour le traitement des phéochromocytomes métastatiques, les paragangliomes et les neuroblastomes). L'encapsulation du radio-élément peut permettre après injection par cathétérisme artériel d'un tissu siège, d'une tumeur, de concentrer en son sein l'élément thérapeutique en limitant la diffusion extra-tumorale et l'effet radiobiologique sur les tissus sains (exemple du traitement des métastases hépatiques par injection de [131]I-lipiodol). The invention relates to novel targeted radiotherapy or brachytherapy agents. More precisely, the invention relates to submicron particles with a high concentration of rare earth oxide or oxohydroxide, the so-called rare earths having a radioactive activity. These particles behave like radionuclides and are used in metabolic radiotherapy or brachytherapy, or more generally in the field of therapy and diagnosis. Radionuclides are commonly used in various fields in biology, but also as markers or tracers for the purpose of characterization of media or as therapeutic agents. The therapeutic effect of radionuclides or radioelements used in medicine is based on the effect strongly ionizing particulate radiation 13- and emitted by radionuclides, resulting in a cascade of cytotoxic reactions that ultimately lead to cell death (radiobiological effects). This therapeutic effect has been used for many decades in adjuvant treatment of malignant tumors, but also in the treatment of non-cancerous diseases. We distinguish between targeted radiotherapy defined as the use of radioactive molecules with the double property of being ionizing and being able to target, after parenteral injection, a target tissue, and brachytherapy. Brachytherapy is an irradiation technique that involves introducing radioactive sources into or within the tumor. These source devices are usually in the form of rods a few millimeters long and a millimeter in diameter deposited within the target to be treated. They can also consist of nano or micrometric structures. The elements are deposited within the target tissue, and the therapeutic efficacy is related to the homogeneous distribution within the entire target area, difficult to obtain. The use of molecular elements makes it possible to obtain a very good dispersion of these, but with diffusion also outside the area to be treated, too fast, with a risk of reduced therapeutic efficacy in the area of interest and systemic or locoregional side effects (radiobiological effects in healthy tissues). Targeted radiotherapy relies on concentrating the radioactive molecules essentially in the target tissue to limit the ionizing effect to target cells in order to achieve a therapeutic effect with limited side effects (no radiobiological effect on healthy cells). It is therefore necessary that the radiotoxic element is targeted towards the target tissue. This targeting can be achieved: - by a particular tropism of certain elements, such as strontium chloride 89, a calcium analogue, or analogs of samarium 153-labeled bi-phosphonates for the bone matrix used for the palliative treatment of bone metastases; or the specific internalization of iodine by the thyroid cells allowing the treatment of hyperthyroidism and the adjuvant treatment of thyroid remains by iodine-131 in differentiated thyroid cancers or hyperthyroidism - by coupling the ionizing therapeutic element to a tumor cell recognition molecule, such as anti-bodies (treatment of lung or medullary thyroid cancers with anti-ACE antibodies labeled with iodine-131, treatment of lymphomas with radiolabelled anti-bodies); [90] Y-labeled CD.) Coupling can also be done with peptides (example of the use of [90] Y or [177] Lu-labeled octreotide / lanreotide, used in the treatment of gastroenteropancreatic neuroendocrine tumors (GEP) and paragangliomas) or with polysaccharides or other complex molecules (example of the use of a radiolabelled guanidine analogue, the [131] I-MIBG for the treatment of metastatic pheochromocytomas, paragangliomas and neuroblastomas). The encapsulation of the radio-element can allow, after injection by arterial catheterization of a seat tissue, a tumor, to concentrate within it the therapeutic element by limiting the extra-tumoral diffusion and the radiobiological effect on the healthy tissues. (example of treatment of hepatic metastases by injection of [131] I-lipiodol).
En dehors du traitement par le lipiodol radioactif des métastases hépatiques et des cancers thyroïdiens par l'iode radioactif, la radiothérapie métabolique reste pour l'instant limitée à des traitements palliatifs, soit à cause de leur faible efficacité ou du ciblage insuffisant des cellules tumorales (ce qui engendre des effets secondaires importants). On a déjà décrit dans certains documents de la littérature des particules chargées en terre rare et en particulier en holmium. - "Characterization of holmium loaded alginate microspheres for multimodality imaging and therapeutic." J. Biomedical Mater/ais Research A 10 (2007) 82, 892. - "Removal of chloroform from biodegradable therapeutic microspheres by radiolysis" International journal of Pharmaceutics (2006) 315, 67. qui décrit des polylactates chargés en Ho166. - "Manufacturing microspheres containing contrast agents and 15 stabilizers by inkjetting", WO 2006/003581 qui décrit des microsphères en tant que réservoir de fluides chargés en holmium - "Surface characteristics of holmium-loaded poly(L-lactic acid) microspheres. Biomaterials (2004) 26, 925. - "Radioapharmaceuticals and radioactive microspheres for 20 locoregional ablation of abnormal tissues" US2004131543 qui décrit des particules de diamètre supérieur à 1 micron. - "Supramolecular aggregates containing chelating agents and bioactive peptides for delivery of antitumor drugs and contrast agents in MRI or nuclear medicine" WO 2006/128643 qui décrit des agrégats de polymères 25 - "Distribution of radiation in synovectomy of the knee with 166Ho-FHMA using image fusion" Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals (2005) 20, 333 qui décrit des agrégats d'hydroxyde de fer. Toutes les particules décrites dans ces documents sont à la fois faiblement chargées en holmium et d'une taille autour du micron. Elles ont 30 donc un effet radioactif non optimisé (du moins en radiothérapie métabolique ou en curiethérapie) étant donné que soit la charge en élément radioactif est trop faible, soit la taille de la particule micrométrique provoque l'absorption au sein de la particule des rayonnements 13- émis. Dans ce contexte, la présente invention a pour objet des particules submicroniques utilisables dans des actes thérapeutiques ou diagnostiques, 5 caractérisées en ce que : - elles ont une taille comprises entre 1 et 800 nm, - elles comprennent au moins 30 %, de préférence au moins 50 %, de préférence encore au moins 90 %, en masse d'au moins un oxyde et/ou un oxohydroxyde d'au moins une terre rare, 10 - l'ensemble des terres rares sont responsables d'une activité radioactive spécifique d'au moins 0,5 MBq par gramme de particules, due à une désintégration du ou des éléments terre rare, au moins 10 % de ces désintégrations produisant une émission de type R Les particules selon l'invention présentent des avantages certains, par 15 rapport aux radio-nucléides moléculaires utilisés en thérapie. En curiethérapie, l'inertie des particules devrait limiter la diffusion extra-tumorale des éléments radioactifs qui pourraient être assimilés à des dispositifs intra-médicaux. En radiothérapie métabolique, le nombre d'atomes radioactivés (et non radioactivables étant donnés que l'activation se fait 20 avant l'injection) par vecteur est élevé et la particule peut posséder des propriétés de contraste (magnétique, optique) qui la rendent non seulement détectable en scintigraphie mais également en IRM et en imagerie optique. La présente invention a également pour objet des compositions pharmaceutiques injectables de ces particules, leur utilisation pour la 25 fabrication d'un médicament destiné au traitement et/ou la prévention de maladies tumorales, de maladies prolifératives, ainsi que leur procédé de préparation. Dans cette optique deux types de particules sont particulièrement intéressantes : 30 - des particules de taille inférieure à 20 nm constituées d'un coeur d'oxyde d'holmium, notamment de taille comprise entre 1 et 10 nm et enrobées d'une couche de polysiloxane fonctionnalisée, notamment d'épaisseur de 0,1 à 5 nm, assurant leur stabilité colloidale. Même si la proportion pondérale en holmium est réduite par la présence du polysiloxane, cette couche est suffisamment fine pour n'arrêter que faiblement les rayonnements ionisants. - des particules d'une taille submicronique comprise entre 50 et 800 nm composées presque exclusivement d'oxyde d'holmium. Comparativement aux microparticules développées décrites dans la littérature, ces particules ont une charge en Ho plus importante, notamment de l'ordre de 90% massique. Apart from radioactive lipiodol treatment of hepatic metastases and thyroid cancers with radioactive iodine, metabolic radiotherapy is currently limited to palliative treatments, either because of their low efficacy or because of insufficient targeting of tumor cells ( which generates significant side effects). We have already described in some documents of the literature charged particles in rare earth and in particular in holmium. - "Characterization of holmium loaded alginate microspheres for multimodality imaging and therapeutic." J. Biomedical Materials Research A 10 (2007) 82, 892. - "Removal of chloroform from biodegradable therapeutic microspheres by radiolysis" International Journal of Pharmaceutics (2006) 315, 67. which discloses polylactates loaded with Ho166. The present invention relates to microspheres containing microspheres as a reservoir of holmium-loaded fluids. 2004) 26, 925. - "Radioapharmaceuticals and radioactive microspheres for locoregional ablation of abnormal tissues" US2004131543 which describes particles of diameter greater than 1 micron .- "Supramolecular aggregates containing chelating agents and bioactive peptides for delivery of antitumor drugs and contrast agents in MRI or nuclear medicine "WO 2006/128643 which discloses aggregates of polymers -" Distribution of radiation in synovectomy of the knee with 166Ho-FHMA using image fusion "Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals (2005) 20, 333 which discloses aggregates of All the particles described in these documents are both lightly loaded with holmium and size around the micron. They therefore have a non-optimized radioactive effect (at least in metabolic radiotherapy or brachytherapy) since either the charge in radioactive element is too low or the size of the micrometric particle causes the absorption within the particle of the radiation. 13- issued. In this context, the subject of the present invention is submicron particles that can be used in therapeutic or diagnostic procedures, characterized in that: they have a size of between 1 and 800 nm, they comprise at least 30%, preferably at least 50%, more preferably at least 90%, by weight of at least one oxide and / or an oxohydroxide of at least one rare earth, all the rare earths are responsible for a specific radioactive activity of at least 0.5 MBq per gram of particles, due to a disintegration of the rare earth element (s), at least 10% of these decays producing an R-type emission. The particles according to the invention have certain advantages in relation to to molecular radionuclides used in therapy. In brachytherapy, the inertia of the particles should limit the extra-tumoral diffusion of the radioactive elements that could be assimilated to intra-medical devices. In metabolic radiotherapy, the number of radioactivated atoms (and not radioactivatable given that the activation is done before the injection) per vector is high and the particle can have contrast properties (magnetic, optical) that make it non only detectable in scintigraphy but also in MRI and optical imaging. The present invention also relates to injectable pharmaceutical compositions of these particles, their use for the manufacture of a medicament for the treatment and / or prevention of tumor diseases, proliferative diseases, as well as their method of preparation. In this regard, two types of particles are of particular interest: particles of size less than 20 nm consisting of a holmium oxide core, in particular of between 1 and 10 nm in size, and coated with a layer of polysiloxane functionalized, in particular with a thickness of 0.1 to 5 nm, ensuring their colloidal stability. Even if the proportion by weight of holmium is reduced by the presence of the polysiloxane, this layer is sufficiently fine to stop only slightly ionizing radiation. particles of submicron size between 50 and 800 nm composed almost exclusively of holmium oxide. Compared with the developed microparticles described in the literature, these particles have a higher Ho load, in particular of the order of 90% by mass.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux figures annexées qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention. La Figure 1. représente la distribution granulométrique obtenue en PCS (Photon Correlation Spectroscopy) des particules d'oxyde d'holmium obtenues à l'exemple 1 ci-après après fonctionnalisation par le DTPABA, aux différents stades de leur élaboration. La Figure 2 démontre le caractère radioactif des particules de la Figure 1 après activation neutronique. Les Figures 3 et 4 présentent des images en scintigraphie in-vivo des particules de la Figure 1. La Figure 5a présente une vue par microscopie électronique à balayage des particules obtenues dans l'exemple 3. La Figure 5b représente une vue par microscopie électronique à balayage des particules obtenues dans l'exemple 4. Various other characteristics appear from the description given below with reference to the appended figures which show, by way of non-limiting examples, embodiments of the object of the invention. Figure 1. represents the particle size distribution obtained by PCS (Photon Correlation Spectroscopy) of the holmium oxide particles obtained in Example 1 below after functionalization with DTPABA, at the different stages of their preparation. Figure 2 demonstrates the radioactive character of the particles of Figure 1 after neutron activation. FIGS. 3 and 4 show in-vivo scintigraphy images of the particles of FIG. 1. FIG. 5a shows a scanning electron microscope view of the particles obtained in example 3. FIG. 5b represents a view by electron microscopy of FIG. scanning the particles obtained in Example 4.
La Figure 6 démontre le caractère radioactif des particules de la Figure 5a après activation neutronique et leur détectabilité in-vivo par gamma-scintigraphie. Elle présente l'image en scintigraphie gamma obtenue, après injection, dans la cuisse d'un rat, de particules présentées à la Figure 5a. Figure 6 demonstrates the radioactive character of the particles of Figure 5a after neutron activation and their in-vivo detectability by gamma scintigraphy. It presents the gamma scintigraphy image obtained, after injection, into the thigh of a rat, of particles presented in Figure 5a.
Les Figure 7, 8 et 9 présentent des images obtenues par imagerie optique in vivo acquises par une caméra CDD. Figures 7, 8 and 9 show images obtained by in vivo optical imaging acquired by a CDD camera.
La Figure 9 représente les images optiques in vivo acquises successivement pendant 4 jours chez le rat présenté à la Figure 8. La Figure 10 présente les images IRM (séquence écho de spin TR=1000msec/TE=50 msec, 7T) d'échantillons aqueux contenant des concentrations croissantes de particules colloïdales de type coeur/enrobage. La Figure 11 est une image IRM in vivo, obtenue après injection intraveineuse. La Figure 12A représente l'image acquise en optique en superposant l'image en fluorescence avec A excitation: 495 nm / À émission: 518 nm à l'image en lumière blanche (bright Field) et la Figure 12B représente l'image en IRM (séquence écho de spin TR=1000msec/TE=50 msec, 7T), des deux xénogreffes ex-vivo prélevés chez un même rat. La Figure 13 présente les images in vivo et ex vivo acquises par une caméra CDD avec une À excitation: 495 nm / À émission: 518 nm et met en évidence, la biodistribution après injection intra-tumorale de colloïdes nanométriques. Les particules utilisées selon l'invention présentent une taille comprise entre 1 et 800 nm. Elles peuvent être exclusivement constituées d'un coeur comprenant au moins un oxyde ou oxohydroxyde d'au moins une terre rare, ou. un mélange d'oxydes, un mélange d'oxohydroxydes ou un mélange d'oxyde et d'oxohydroxyde d'au moins une terre rare ou peuvent se présenter sous la forme d'un coeur entouré d'un enrobage. Dans ce cas, le coeur comprend au moins un oxyde ou oxohydroxyde d'au moins une terre rare, ou un mélange d'oxydes, d'oxohydroxydes ou d'oxyde et d'oxohydroxyde d'au moins une terre rare. Selon une variante de réalisation, les particules sont constituées exclusivement d'un oxyde d'une terre rare, d'un oxyde mixte de terres rares (c'est-à-dire d'au moins deux terres rares), d'un oxohydroxyde d'une terre rare, d'un oxohydroxyde mixte de terres rares (c'est-à-dire d'au moins deux terres rares) ou d'un de leur mélange. De même, dans le cas où les particules selon l'invention se trouvent sous une forme enrobée, selon une variante de réalisation, le coeur des particules est constitué exclusivement d'un oxyde d'une terre rare, d'un oxyde mixte de terres rares (c'est-à-dire d'au moins deux terres rares), d'un oxohydroxyde d'une terre rare, d'un oxohydroxyde mixte de terres rares (c'est-à-dire d'au moins deux terres rares) ou d'un de leur mélange. Bien entendu dans les particules selon l'invention, des éléments terre rare se trouvent sous forme radioactive, étant donné qu'ils présentent une activité radioactive spécifique. L'activité radioactive spécifique est définie comme étant le nombre de désintégrations par seconde, elle est exprimée en Becquerel (Bq) ou MBq et par unité de masse de particules. Pour distinguer l'activité due aux terres rares ou lanthanides de l'activité due aux autres éléments éventuels, il suffit d'évaluer le type et l'énergie des rayonnements ionisants issus des colloïdes. A partir de ces données, il est possible de remonter au type de désintégrations et ainsi clairement identifier la part issue de la désintégration des terres rares ou lanthanides. A titre d'exemple, la ou les terres rares sont choisies parmi l'holmium 166, le cérium 141, le samarium 153, l'europium 155, l'erbium 169, le thulium 170, l'ytterbium 169, le dysprosium 165, le lutétium 177, le gadolinium 159. L'intérêt d'utiliser des terres rares est qu'après activation, des éléments deviennent émetteurs de rayonnements très fortement énergétiques et fortement ionisants. Le caractère fortement ionisant est dû à l'émission par l'élément radioactif d'un rayonnement E3 qui est responsable de l'effet thérapeutique direct (l'effet ionisant se produisant au sein des cellules tumorales) ou indirect (l'effet se produisant au niveau des cellules de soutien comme les cellules endothéliales des néo-vaisseaux). Certains éléments (strontium 89, yttrium 90) sont déjà utilisés en radiothérapie ciblée ou en curiethérapie. Dans le cadre de l'invention, la ou les terres rares sont de préférence choisies parmi les lanthanides. Certains lanthanides, et particulièrement l'holmium, présentent l'avantage, par rapport au strontium 89 et à l'yttrium 90, qu'une fois activés, ils possèdent à la fois une période radioactive favorable, une énergie d'émission très élevée et une émission gamma permettant une détection des sites d'accumulation par scintigraphie. Il est donc possible de vérifier par scintigraphie la localisation des particules. FIG. 9 represents the in vivo optical images acquired successively for 4 days in the rat presented in FIG. 8. FIG. 10 shows the MRI images (echo sequence of spin TR = 1000 msec / TE = 50 msec, 7 T) of aqueous samples containing increasing concentrations of colloidal particles of the core / coating type. Figure 11 is an in vivo MRI image obtained after intravenous injection. Figure 12A shows the image acquired in optics by superimposing the image in fluorescence with excitation: 495 nm / emission: 518 nm to the bright field image and Figure 12B represents the image in MRI (echo sequence of spin TR = 1000 msec / TE = 50 msec, 7T), of the two xenografts ex-vivo taken from the same rat. Figure 13 shows the in vivo and ex vivo images acquired by a CDD camera with an excitation: 495 nm / emission: 518 nm and highlights the biodistribution after intratumoral injection of nanoscale colloids. The particles used according to the invention have a size of between 1 and 800 nm. They may consist exclusively of a core comprising at least one oxide or oxohydroxide of at least one rare earth, or. a mixture of oxides, a mixture of oxohydroxides or a mixture of oxide and oxohydroxide of at least one rare earth or may be in the form of a core surrounded by a coating. In this case, the core comprises at least one oxide or oxohydroxide of at least one rare earth, or a mixture of oxides, oxohydroxides or oxide and oxohydroxide of at least one rare earth. According to an alternative embodiment, the particles consist exclusively of a rare earth oxide, a mixed rare earth oxide (that is to say at least two rare earths), an oxohydroxide a rare earth, a rare earth oxohydroxide (that is to say at least two rare earths) or a mixture thereof. Similarly, in the case where the particles according to the invention are in a coated form, according to an alternative embodiment, the core of the particles consists exclusively of an oxide of a rare earth, a mixed oxide of earth rare (ie at least two rare earths), rare earth oxohydroxide, mixed rare earth oxohydroxide (ie at least two rare) or one of their mixtures. Of course, in the particles according to the invention, rare earth elements are in radioactive form, since they have a specific radioactive activity. The specific radioactive activity is defined as the number of decays per second, it is expressed as Becquerel (Bq) or MBq and per unit mass of particles. To distinguish the activity due to rare earths or lanthanides from the activity due to other possible elements, it is sufficient to evaluate the type and energy of ionizing radiation from colloids. From these data, it is possible to go back to the type of decays and thus clearly identify the part resulting from the disintegration of the rare earths or lanthanides. By way of example, the rare earth or rare earths are chosen from holmium 166, cerium 141, samarium 153, europium 155, erbium 169, thulium 170, ytterbium 169, dysprosium 165, lutetium 177, gadolinium 159. The advantage of using rare earths is that after activation, elements become emitters of highly energetic and highly ionizing radiation. The strongly ionizing character is due to the emission by the radioactive element of an E3 radiation which is responsible for the direct therapeutic effect (the ionizing effect occurring within the tumor cells) or indirect effect (the effect occurring at the level of the supporting cells such as the endothelial cells of the neovessels). Some elements (strontium 89, yttrium 90) are already used in targeted radiotherapy or brachytherapy. In the context of the invention, the rare earth or rare earths are preferably chosen from lanthanides. Some lanthanides, and particularly the holmium, have the advantage, compared to strontium 89 and yttrium 90, that once activated, they have both a favorable radioactive half-life, a very high emission energy and a gamma emission allowing a detection of sites of accumulation by scintigraphy. It is therefore possible to verify by scintigraphy the location of the particles.
Plus généralement le choix du radioélément se fait sur plusieurs critères : il doit avoir une période radioactive optimale (ni trop longue pour limiter les problèmes de radioprotection, ni trop courte pour ne pas limiter l'effet thérapeutique), et une énergie d'émission 13- élevée (quelques centaines de keV minimum) et s'il existe une émission y associée, celle-ci doit être d'énergie faible, pour limiter les problèmes de radioprotection. Par exemple, un élément ayant sur une période de 1 à quelques jours, une émission 13- de l'ordre de 500 à 1500 keV et une émission y inférieure à 150 keV est un bon candidat. L'autre élément important est que l'élément radioactif qui diffuserait en dehors du volume à cibler après injection locale, ou ne serait pas ciblé après injection intra-tumorale soit rapidement éliminé, par voie urinaire, sans séquestration non spécifique, notamment dans le système réticulo-endothélial. La famille des terres rares, comme le montrent les exemples ci-après réalisés avec des particules selon l'invention, permettait d'atteindre un tel objectif. Dans le cadre de l'invention, l'ensemble des terres rares, présentes au sein des particules, ont une activité radioactive spécifique d'au moins 0,5 MBq par gramme de particules, due à une désintégration du ou des éléments terre rare, au moins 10 % de ces désintégrations produisant une émission de rayonnements R-. De façon avantageuse, l'ensemble des terres rares présentent une activité radioactive spécifique d'au moins 5 MBq par gramme de particules. Les désintégrations produisent, pour au moins 10% une émission de rayonnement R La radioactivité des terres rares peut correspondre à la radioactivité globale de la particule, à moins que cette radioactivité ne soit faiblement absorbée par un enrobage venant entourer le coeur de la particule à base d'oxyde ou oxohydroxyde de terre rare. Aussi, de façon avantageuse, lorsque les particules selon l'invention comprennent un coeur contenant le ou les oxydes et/ou oxohydroxydes de terre rare et un enrobage constitué d'au moins un constituant organique et/ou inorganique, cet enrobage arrête au plus 25 % du rayonnement 13" émis par le coeur. More generally, the choice of the radioelement is made on several criteria: it must have an optimal radioactive period (neither too long to limit the problems of radioprotection, nor too short not to limit the therapeutic effect), and a emission energy 13 - high (a few hundred keV minimum) and if there is a related emission, it must be low energy, to limit the problems of radiation protection. For example, an element having a period of 1 to a few days, a 13- emission of the order of 500 to 1500 keV and an emission y less than 150 keV is a good candidate. The other important element is that the radioactive element which would diffuse out of the volume to be targeted after local injection, or would not be targeted after intratumoral injection, is rapidly eliminated, urinary, without any non-specific sequestration, especially in the system. reticuloendothelial. The rare earth family, as shown by the following examples made with particles according to the invention, made it possible to achieve such an objective. In the context of the invention, all the rare earths present within the particles have a specific radioactive activity of at least 0.5 MBq per gram of particles, due to a disintegration of the rare earth elements, at least 10% of these decays producing an emission of R- radiation. Advantageously, all the rare earths have a specific radioactive activity of at least 5 MBq per gram of particles. The decays produce, for at least 10%, an emission of radiation R The radioactivity of the rare earths may correspond to the global radioactivity of the particle, unless this radioactivity is weakly absorbed by a coating surrounding the core of the particle-based oxide or oxohydroxide rare earth. Also, advantageously, when the particles according to the invention comprise a core containing the oxide or oxides and / or oxohydroxides of rare earth and a coating consisting of at least one organic and / or inorganic component, this coating stops at most 25. % of radiation 13 "emitted by the heart.
L'enrobage, lorsqu'il est présent est constitué d'au moins un constituant organique et/ou inorganique. Comme cela ressortira de la. description et des exemples qui suivent, cet enrobage, lorsqu'il est présent, est avantageusement constitué d'un polysiloxane (qui constitue un constituant inorganique) mais peut également comprendre des molécules organiques soit directement fixées à la surface du coeur, soit greffées sur un enrobage inorganique, soit même comprises au sein de cet enrobage inorganique. Les particules utilisées selon l'invention peuvent être uniquement, comme exposé précédemment, constituées d'oxydes et/ou d'oxohydroxydes de terre rare, et notamment de lanthanide. Le groupe des terres rares est constitués du groupe des lanthanides (éléments atomiques compris entre 57 et 71, du lanthane ou lutétium) auquel s'ajoutent l'yttrium et le scandium. Elles peuvent être également soit sous forme purement inorganique et comprendre dans ce cas un coeur constitué d'oxydes et/ou d'oxohydroxydes de terre rare, et notamment de lanthanide et enrobé d'un enrobage inorganique. Elles peuvent également être sous forme de particules hybrides inorganiques et organiques et être constituées d'un coeur en oxydes et/ou oxohydroxydes d'au moins une terre rare, et notamment un lanthanide et un enrobage organique et/ou inorganique. En plus des oxydes et/ou oxohydroxydes de terre rare, le coeur peut comprendre d'autres composés : le coeur peut être sous la forme d'un composite céramique, métal, ou encore comprendre des halogénures, des phosphates, des vanadates, des silicates... voire des composés organiques, du type composé fluorescent, magnétique, opacifiant, libérateur de médicaments, molécules de ciblage. De tels composés peuvent notamment être présents, dans le coeur, lorsqu'il n'y a pas d'enrobage. La taille hydrodynamique des particules est mesurée en granulométrie laser par spectroscopie de corrélation de photons (Photon Correlation Spectroscopy). Dans le cas où la particule est composite, la taille de chacune des couches successives est mesurée par cette technique après chaque étape de l'élaboration. La taille géométrique de chaque particule et de ses différents constituants est mesurée par microscopie électronique à transmission. Elle correspond à un diamètre moyen dans le cas où les particules ne sont pas sphériques. Une population de particules est caractérisée par une distribution granulométrique, cette distribution étant elle-même caractérisée par une taille moyenne et un écart-type. Dans le cadre de l'invention, lorsque l'on indique que la taille des particules est comprise entre 1 et 800 nm, cela signifie qu'au moins l'une de ces deux tailles, taille moyenne hydrodynamique ou taille moyenne géométrique est comprise dans cette gamme. Les particules sont préférentiellement de forme coeur-enrobage (également nommé coeur-coquille) et, de préférence, sensiblement sphériques. Plus généralement, le coeur d'oxyde ou d'oxohydroxyde de terre rare peut être sphérique, facetté (les plans denses formant alors les interfaces) ou de forme allongée. De même alors, la particule finale est sphérique, facettée ou de forme allongée. Le coeur, ou la particule elle-même lorsqu'il n'y a pas d'enrobage, fait avantageusement entre 1 et 800 nm. The coating, when present, consists of at least one organic and / or inorganic constituent. As will come out of the. description and examples which follow, this coating, when present, is advantageously constituted by a polysiloxane (which constitutes an inorganic constituent) but may also comprise organic molecules either directly attached to the surface of the core, or grafted onto a inorganic coating, even being included within this inorganic coating. The particles used according to the invention can be solely, as previously stated, constituted by oxides and / or oxohydroxides of rare earth, and in particular lanthanide. The rare earth group consists of the group of lanthanides (atomic elements between 57 and 71, lanthanum or lutetium) to which are added yttrium and scandium. They can also be either in purely inorganic form and include in this case a core consisting of rare earth oxides and / or oxohydroxides, and in particular of lanthanide and coated with an inorganic coating. They may also be in the form of inorganic and organic hybrid particles and consist of a core of oxides and / or oxohydroxides of at least one rare earth, and in particular a lanthanide and an organic and / or inorganic coating. In addition to oxides and / or oxohydroxides of rare earth, the core may comprise other compounds: the core may be in the form of a ceramic composite, metal, or include halides, phosphates, vanadates, silicates ... or organic compounds, fluorescent compound type, magnetic, opacifier, drug liberator, targeting molecules. Such compounds may in particular be present in the core when there is no coating. The hydrodynamic size of the particles is measured in laser granulometry by photon correlation spectroscopy (Photon Correlation Spectroscopy). In the case where the particle is composite, the size of each successive layer is measured by this technique after each step of the development. The geometric size of each particle and its various constituents is measured by transmission electron microscopy. It corresponds to an average diameter in the case where the particles are not spherical. A particle population is characterized by a particle size distribution, which distribution is itself characterized by a mean size and a standard deviation. In the context of the invention, when it is indicated that the size of the particles is between 1 and 800 nm, it means that at least one of these two sizes, average hydrodynamic size or geometric mean size is included in this range. The particles are preferably of core-embedding shape (also called core-shell) and, preferably, substantially spherical. More generally, the rare earth oxide or oxohydroxide core may be spherical, faceted (the dense planes then forming the interfaces) or elongated. In the same way, the final particle is spherical, faceted or elongated. The core, or the particle itself when there is no coating, is advantageously between 1 and 800 nm.
Les particules submicroniques selon l'invention sont des alternatives doublement avantageuses par rapport aux particules actuellement utilisées, étant donné qu'elles contiennent un pourcentage massique de terres rares très élevé et qu'elles sont architecturées pour un effet thérapeutique maximal, la terre rare pouvant se placer à proximité immédiate de la zone à traiter. En particulier, les particules ci-dessous sont particulièrement préférées : - des particules submicroniques comprenant un coeur à base d'au moins un oxyde et/ou oxohydroxyde de terre rare, notamment de lanthanide, de préférence d'holmium ou de lutétium et pouvant présenter un enrobage inorganique ou organique n'excédant pas 5% en masse de la particule, de dimension totale (avec l'enrobage) comprise dans la gamme allant de 50 à 800 nm, - des particules nanométriques comprenant un coeur à base d'au moins un oxyde et/ou oxohydroxyde de terre rare, notamment de lanthanide, de préférence d'holmium ou de lutétium et pouvant présenter un enrobage inorganique ou organique n'excédant pas 50% en masse de la particule, de dimension totale (avec l'enrobage) comprise dans la gamme allant de 1 à 50 nm. Selon un mode de réalisation de l'invention, on utilisera avantageusement des particules de faibles dimensions, et notamment sous forme colloïdale, avec de préférence une taille comprise dans la gamme allant de 1 à 20 nm, préférentiellement dans la gamme allant de 1 à 10 nm. En effet, les particules de faible taille présentent généralement une meilleure stabilité colloïdale et sont plus adaptées à des injections. The submicron particles according to the invention are doubly advantageous alternatives to the particles currently used, since they contain a mass percentage of rare earths very high and they are architected for a maximum therapeutic effect, the rare earth may be place in the immediate vicinity of the area to be treated. In particular, the particles below are particularly preferred: submicron particles comprising a core based on at least one rare earth oxide and / or oxohydroxide, in particular lanthanide, preferably of holmium or lutetium, and which may have an inorganic or organic coating not exceeding 5% by weight of the particle, of total size (with the coating) in the range from 50 to 800 nm, nanoscale particles comprising a core based on at least an oxide and / or oxohydroxide of rare earth, especially of lanthanide, preferably of holmium or lutetium and which can have an inorganic or organic coating not exceeding 50% by mass of the particle, of total size (with the coating ) in the range of 1 to 50 nm. According to one embodiment of the invention, it is advantageous to use particles of small dimensions, and in particular in colloidal form, preferably with a size in the range from 1 to 20 nm, preferably in the range from 1 to 10. nm. Indeed, small particles generally have better colloidal stability and are more suitable for injections.
Leur faible taille et leur grande stabilité permettent une meilleure diffusion : depuis le compartiment vasculaire vers les cellules cibles, par un passage de la barrière capillaire non limité (dû à leur petite taille) et à une diffusion élevée à travers les tissus interstitiels jusqu'aux cellules, après injection intra-vasculaire. la diffusion tissulaire de petites particules est élevée, responsable d'une rétention tissulaire plus importante après passage de la barrière capillaire. Comme les tumeurs sont le plus souvent hypervascularisées (par rapport aux tissus sains), on obtient, même en l'absence de fonctionnalisation spécifique des particules, une captation tissulaire plus élevée au niveau des tumeurs comme attesté par les études IRM réalisées. Comparativement aux molécules pour lesquelles l'élimination peut se faire aussi par les reins, les particules de faible taille ont un temps de résidence à l'intérieur de l'organisme plus long et permettent une accumulation préférentielle dans les zones d'intérêt. Their small size and high stability allow better diffusion: from the vascular compartment to the target cells, through an unrestricted capillary barrier (due to their small size) and high diffusion through the interstitial tissues to cells, after intravascular injection. the tissue diffusion of small particles is high, responsible for a greater tissue retention after passage of the capillary barrier. As tumors are most often hypervascularized (compared to healthy tissues), even in the absence of specific functionalization of the particles, tissue uptake is higher in tumors as evidenced by the MRI studies performed. Compared with molecules for which elimination can also be done by the kidneys, the small particles have a longer residence time inside the body and allow a preferential accumulation in the areas of interest.
La petite taille des particules permet une élimination urinaire des particules (contrairement à des particules plus grosses), permettant l'élimination rapide de la fraction des particules non captées au niveau des tissus tumoraux. Elle limite la captation non spécifique par les cellules du système réticulo-endothélial. Cette biodistribution très favorable a été confirmée par les études IRM. La particule de faible taille permet ainsi : - un temps de résidence long et une perméation accrue dans les zones lésées (contrairement aux molécules) - une élimination rénale facilitée (par rapport aux particules de taille supérieure) - une efficacité de traitement ionisant accrue (par rapport aux particules de taille supérieure) - une moindre captation non spécifique par des cellules du système réticulo-endothélial (par rapport aux particules de taille supérieure) permettant de diminuer l'apparition d'effets secondaires par ionisation des tissus sains comme le foie. Pour toutes les raisons exposées ci-dessus, on utilise selon une variante de la présente invention de préférence des particules ayant une taille inférieure ou égale à 20 nm et de préférence inférieure ou égale à 10 nm, lorsqu'il s'agit de particules exclusivement constituées d'au moins un oxyde et/ou d'un oxohydroxyde d'au moins une terre rare ou présentant un coeur de taille inférieure à 20 nm, et de préférence inférieures à 10 nm, lorsqu'il s'agit d'une particule sous forme de coeur et d'enrobage. The small size of the particles allows urinary elimination of the particles (unlike larger particles), allowing the rapid elimination of the fraction of particles not captured at the level of the tumor tissues. It limits non-specific uptake by cells of the reticuloendothelial system. This very favorable biodistribution has been confirmed by MRI studies. The small particle size allows: - a long residence time and increased permeation in the damaged areas (unlike molecules) - facilitated renal elimination (compared to larger particles) - increased ionizing treatment efficiency (by compared to larger particles) - less nonspecific uptake by cells of the reticuloendothelial system (compared to larger particles) to reduce the occurrence of side effects by ionization of healthy tissues such as the liver. For all the reasons explained above, it is preferable to use, according to a variant of the present invention, particles having a size of less than or equal to 20 nm and preferably less than or equal to 10 nm, in the case of particles exclusively consisting of at least one oxide and / or an oxohydroxide of at least one rare earth or having a core smaller than 20 nm, and preferably less than 10 nm, when it is a particle in the form of heart and coating.
Selon une variante particulièrement avantageuse de l'invention, la partie de la particule contenant les oxydes et/ou les oxohydroxydes comprendra au moins deux terres rares différentes, représentant chacun plus de 10 % en masse de la totalité des terres rares et, de préférence, plus de 20 %. Cela permet en effet de combiner détectabilité par IRM et thérapie métabolique ou encore d'inclure deux radionucléides aux propriétés radioactives différentes (demi-vies, énergies des rayonnements particulaires et gamma complémentaires). According to a particularly advantageous variant of the invention, the part of the particle containing the oxides and / or oxohydroxides will comprise at least two different rare earths, each representing more than 10% by weight of all the rare earths and, preferably, more than 20%. This makes it possible to combine detectability by MRI and metabolic therapy or to include two radionuclides with different radioactive properties (half-lives, energies of particulate and complementary gamma rays).
Dans un tel cas où l'on utilisera plusieurs terres rares différentes, les oxydes et/ou oxohydroxydes de ces différentes terres rares pourront être soit en couches successives, soit sous forme d'une solution solide. La solution solide est plus facile à réaliser du point de vue de la 5 synthèse. Le choix des terres rares qui ont tous des chimies très proches permet de réaliser aisément des solutions solides adaptables. Par ailleurs, une structure multicouches peut être intéressante si on veut augmenter le contraste en imagerie par résonance magnétique (en mettant les lanthanides à fort contraste en surface). En effet, comme cela 10 est bien connu, un certain nombre de lanthanides donnent des signaux en imagerie par résonance magnétique (IRM), ce qui permet, à condition de bien choisir les proportions et la nature des lanthanides de provoquer pendant la thérapie un signal en IRM, permettant une détection in vivo de la présence des particules et/ou un monitorage de la thérapie. 15 Ainsi, la ou les terres rares contiendront, avantageusement, au moins 50 °h en masse de lanthanide provoquant un signai en IRM, permettant une détection in vivo de la présence desdites particules, et de préférence au moins 50 % en masse de gadolinium (Gd), de dysprosium (Dy), d'holmium (Ho) ou de mélanges de ces lanthanides. 20 La combinaison d'un effet thérapeutique et de propriétés de détectabilité par imagerie in vivo est un atout majeur de tels agents thérapeutiques. En effet, l'imagerie in vivo va permettre de quantifier la captation tissulaire tumorale des particules, d'établir la cinétique de captation pour connaître le délai après injection où celle-ci est maximale dans la 25 tumeur. Cette connaissance permet de déterminer de manière optimale le délai dans lequel doit être réalisée l'irradiation externe, pour obtenir un effet maximal (effet radio-sensibilisant maximal). La détection externe par imagerie de ces particules permet donc de suivre et d'adapter la thérapie. Ces particules sont responsables d'une modification positive ou négative 30 du contraste IRM pouvant éventuellement être quantifiée. L'imagerie par Résonance Magnétique permet d'obtenir des images de haute résolution. In such a case where several different rare earths will be used, the oxides and / or oxohydroxides of these different rare earths may be either in successive layers or in the form of a solid solution. The solid solution is easier to achieve from the point of view of synthesis. The choice of rare earths, all of which have very similar chemistries, makes it easy to produce adaptable solid solutions. Moreover, a multilayer structure can be interesting if one wants to increase the contrast in magnetic resonance imaging (by putting lanthanides with high contrast on the surface). Indeed, as is well known, a number of lanthanides give signals in magnetic resonance imaging (MRI), which allows, provided you choose the proportions and nature of the lanthanides to cause during therapy a signal in MRI, allowing in vivo detection of the presence of particles and / or monitoring of therapy. Thus, the rare earth (s) will contain, advantageously, at least 50% by mass of lanthanide causing an MRI signal, allowing an in vivo detection of the presence of said particles, and preferably at least 50% by weight of gadolinium ( Gd), dysprosium (Dy), holmium (Ho) or mixtures of these lanthanides. The combination of a therapeutic effect and detectability properties by in vivo imaging is a major asset of such therapeutic agents. In fact, the in vivo imaging will make it possible to quantify tumor tissue uptake of the particles, to establish the kinetics of uptake to know the delay after injection where it is maximal in the tumor. This knowledge makes it possible to optimally determine the delay in which the external irradiation must be carried out, in order to obtain maximum effect (maximum radio-sensitizing effect). The external detection by imaging of these particles makes it possible to follow and adapt the therapy. These particles are responsible for a positive or negative modification of the MRI contrast that can possibly be quantified. Magnetic Resonance Imaging provides high resolution images.
Selon une variante de l'invention particulièrement intéressante lorsque l'on couple le procédé de radiothérapie avec un suivi par IRM, on utilise des particules dans lesquelles la partie contenant des oxydes et/ou oxohydroxydes de terre rare contient à sa périphérie des lanthanides provoquant un signal IRM, de préférence du gadolinium, et au moins une autre terre rare dans sa partie centrale.. Ces particules peuvent, notamment, se trouver : - soit sous la forme de particules constituées exclusivement d'au moins un oxyde et/ou un oxohydroxyde d'au moins une terre rare, qui contient à sa périphérie des lanthanides provoquant un signal IRM, de préférence du gadolinium, et au moins une autre terre rare dans sa partie centrale - soit sous la forme d'un coeur constitué d'au moins un oxyde et/ou un oxohydroxyde d'au moins une terre rare, et entouré d'un enrobage constitué d'au moins un constituant organique et/ou inorganique, le coeur contenant au moins un oxyde et/ou un oxohydroxyde d'au moins une terre rare contient à sa périphérie des lanthanides provoquant un signal IRM, de préférence du gadolinium, et au moins une autre terre rare dans sa partie centrale. En effet, le contraste en IRM se faisant par une action de l'ion paramagnétique dans le périmètre de ses premières couches de coordination, il est préférable de mettre les lanthanides qui agiront comme agents de contraste en surface du coeur. Les terres rares de fort numéro atomique émettrices des forts rayonnements ionisants seront alors préférentiellement situées au centre de 25 ce coeur. Comme exposé précédemment, les particules utilisées selon l'invention sont avantageusement sous la forme d'un coeur et d'un enrobage. Cet enrobage peut être soit inorganique, soit organique et inorganique, soit purement organique. Selon une variante de l'invention, dans le cas où 30 les particules présentent un enrobage, il est avantageux que le ou lesdits oxydes et/ou oxohydroxydes de terre rare représentent au moins 30 % en masse de l'ensemble des constituants inorganiques de ladite particule, les constituants organiques étant liés de façon covalente à la particule hybride et représentant moins de 30 % en masse de la particule finale. On notera que lorsque l'on parle de "l'ensemble des constituants inorganiques", on compte dans cet ensemble les oxydes et oxohydroxydes de terre rare. D'une façon générale, la fonction de l'enrobage est multiple. Il s'agit d'une part de protéger le coeur d'une dissolution inopportune et d'autre part d'adapter facilement la stabilité des particules au système d'injection (éviter des agglomérations incontrôlées) du fait des surfactants nombreux qu'il est possible de fixer sur sa surface. Enfin, une autre fonction de l'enrobage est d'adapter les charges et la chimie de surface pour améliorer la biodistribution et favoriser les surconcentrations locales dans les zones tumorales. A cet effet, le polysiloxane constitue un enrobage particulièrement préféré selon l'invention. Selon une variante de l'invention, les particules comprennent un coeur sous forme d'au moins un oxyde et/ou un oxohydroxyde d'au moins une terre rare et un enrobage en polysiloxane représentant 1 à 70 % en masse des constituants inorganiques des particules. De façon préférée, le rapport nombre d'atomes de silicium de l'enrobage en polysiloxane/nombre d'atomes de terre rare est compris entre 0,1 et 10. Le choix de ce rapport permet de protéger de façon efficace le coeur de la particule et/ou d'adapter sa stabilisation colloïdale et/ou d'adapter son interaction magnétique avec l'eau et par conséquent ses caractéristiques d'agents de contraste. According to one variant of the invention which is of particular interest when the radiotherapy process is coupled with MRI monitoring, particles are used in which the part containing oxides and / or oxohydroxides of rare earth contains at its periphery lanthanides causing a MRI signal, preferably gadolinium, and at least one other rare earth in its central part. These particles may, in particular, be: - either in the form of particles consisting exclusively of at least one oxide and / or one oxohydroxide at least one rare earth, which contains on its periphery lanthanides which give rise to an MRI signal, preferably gadolinium, and at least one other rare earth in its central part - either in the form of a heart consisting of at least an oxide and / or an oxohydroxide of at least one rare earth, and surrounded by a coating consisting of at least one organic and / or inorganic constituent, the core containing at least one oxide and / or one ox The at least one rare earth hydroxide contains at its periphery lanthanides causing an MRI signal, preferably gadolinium, and at least one other rare earth in its central portion. Indeed, the contrast in MRI being done by an action of the paramagnetic ion in the perimeter of its first coordination layers, it is preferable to put the lanthanides which will act as contrast agents on the surface of the heart. The rare earths of high atomic number emitting strong ionizing radiation will then preferentially be located in the center of this heart. As explained above, the particles used according to the invention are advantageously in the form of a core and a coating. This coating may be either inorganic, organic and inorganic, or purely organic. According to a variant of the invention, in the case where the particles have a coating, it is advantageous for said rare earth oxide (s) and / or oxohydroxides to represent at least 30% by weight of all the inorganic constituents of said particle, the organic constituents being covalently bound to the hybrid particle and representing less than 30% by weight of the final particle. Note that when we speak of "all inorganic constituents", we include in this set oxides and oxohydroxides of rare earth. In general, the function of the coating is multiple. This is on the one hand to protect the heart of an untimely dissolution and on the other hand to easily adapt the stability of the particles to the injection system (avoid uncontrolled agglomeration) because of the numerous surfactants it is possible to fix on its surface. Finally, another function of the coating is to adapt fillers and surface chemistry to improve biodistribution and promote local overconcentrations in tumor areas. For this purpose, the polysiloxane constitutes a particularly preferred coating according to the invention. According to a variant of the invention, the particles comprise a core in the form of at least one oxide and / or an oxohydroxide of at least one rare earth and a polysiloxane coating representing 1 to 70% by weight of the inorganic constituents of the particles. . Preferably, the ratio number of silicon atoms of the coating with polysiloxane / number of rare earth atoms is between 0.1 and 10. The choice of this ratio makes it possible to effectively protect the core of the particle and / or adapt its colloidal stabilization and / or adapt its magnetic interaction with water and therefore its characteristics of contrast agents.
Selon une variante de l'invention, on choisira un enrobage constitué de polysiloxane, sur lequel on fixe les molécules, de façon particulièrement avantageuse, des molécules organiques hydrophiles. De façon avantageuse, les particules comprennent en outre des molécules organiques hydrophiles, de masse molaire inférieure à 5 000 g/mol et, de préférence inférieure à 450 g/mol, de préférence choisies parmi les molécules organiques comportant des fonctions alcools, acides carboxyliques, amines, amides, esters, éther-oxydes, sulfonates, phosphonates ou phosphinates, liées de façon covalente à au moins 5 % des atomes de silicium de l'enrobage de polysiloxane. Ces molécules organiques comprennent avantageusement les motifs suivants donnés ci-dessous avec leur masse molaire (Mw) préférée : - poly(éthylèneglycol) bis(carboxyméthyl) éther (PEG), 250< Mw<5000 g.mol-1 - Polyoxyéthylène bis(amine), 250< Mw<5000 g.mol-1 - O-Méthyl-O'-succinylpolyéthylèneglycol, Mw de l'ordre de 2000 g.mol"1 - Méthoxypolyéthylèneglycolamine (Mw de l'ordre de 750 g.mol-1) - Acide diéthylènetriaminepentaacétique (DTPA) et ses dérivés, en particulier le DTPA dithiolé (DTDTPA) - 1,4,7,10-Tétraazacyclododécane-1,4,7,10- acide tétraacétique (DOTA) et dérivés - Acide succinique et mercaptosuccinique - Glucose et dérivés, par exemple le dextran - Acides aminés ou peptides hydrophiles (acide aspartique, acide glutamique, lysine, cystéine, sérine, thréonine, glycine...) Plus généralement, les molécules organiques comprendront 20 avantageusement des fonctions alcools ou acides carboxyliques ou amines ou amides ou esters ou éther-oxydes ou sulfonates ou phosphonates ou phosphinates et seront liées de préférence de façon covalente, à au moins 10 % des atomes de silicium dudit polysiloxane. On choisira de préférence les molécules organiques comprenant un 25 motif polyéthylèneglycol, DTPA, DTDTPA (DTPA dithiolé) ou un acide succinique. Parmi les molécules organiques ci-dessus, on choisira avantageusement celles qui présentent des propriétés complexantes des terres rares, en particulier celles dont la constante de complexation est supérieure à 1015. 30 A cet effet, on choisira de préférence le DTPA ou le DOTA. Par ailleurs, selon une variante de réalisation, les particules selon l'invention sont porteuses de molécules de ciblage, notamment des molécules qui possèdent au moins un site de reconnaissance leur permettant de réagir avec un ligand d'intérêt biologique. Selon un mode de réalisation particulier, les particules selon l'invention comprennent un coeur et un enrobage en surface, au sein duquel une ou plusieurs molécules de ciblage sont couplées. A titre d'exemple de molécules cibles, on peut citer les protéines, les peptides, les anti-corps, les lipides, les glucides et les acides nucléiques. A titre de molécules cibles particulièrement préférées, on peut citer les anti-corps ciblant au moins une molécule cible intervenant dans l'angiogénèse d'un récepteur au VEGF, l'intégrine av (33, l'endogline CD 105 ou l'annexine Al. Selon une autre variante de réalisation, les particules selon l'invention sont porteuses de molécules fluorescentes ou luminescentes, notamment choisies parmi les dérivés de la rhodamine ou de la fluorescéine, la cyanine 5. La présence de molécules fluorescentes ou luminescentes autorise, notamment la détection optique des particules selon l'invention. Les particules selon l'invention peuvent être porteuses de différentes molécules ci-dessus mentionnés, ces molécules pouvant notamment être greffées à la surface et/ou au sein de l'enrobage. A titre d'exemple, les particules selon l'invention peuvent être porteuses, à la fois de molécules cibles et de molécules fluorescentes. Les particules selon l'invention peuvent être utilisées pour la fabrication d'un médicament destiné au traitement et/ou la prévention de maladies tumorales telles que les cancers, ou encore de maladies prolifératives telles que les polyarthrites. According to a variant of the invention, a coating consisting of polysiloxane, on which the molecules are fixed, particularly preferably, hydrophilic organic molecules, will be chosen. Advantageously, the particles furthermore comprise hydrophilic organic molecules with a molar mass of less than 5000 g / mol and preferably less than 450 g / mol, preferably chosen from organic molecules comprising alcohols and carboxylic acids functions. amines, amides, esters, ether-oxides, sulfonates, phosphonates or phosphinates, covalently bound to at least 5% of the silicon atoms of the polysiloxane coating. These organic molecules advantageously comprise the following units given below with their preferred molar mass (Mw): poly (ethylene glycol) bis (carboxymethyl) ether (PEG), 250 <Mw <5000 gmol-1 - Polyoxyethylene bis (amine ), 250 <Mw <5000 gmol-1-O-Methyl-O-succinylpolyethyleneglycol, Mw of the order of 2000 g.mol -1 Methoxypolyethyleneglycolamine (Mw of the order of 750 g mol -1) - Diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA) and its derivatives, in particular DTPA dithiole (DTDTPA) - 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10- tetraacetic acid (DOTA) and derivatives - succinic and mercaptosuccinic acid - Glucose and derivatives, for example dextran - amino acids or hydrophilic peptides (aspartic acid, glutamic acid, lysine, cysteine, serine, threonine, glycine, etc.) More generally, the organic molecules will advantageously comprise alcohol or carboxylic acid functions or amines or amides or esters or ether-oxides or sulfonates or phosphonates or phosphinates and will preferably be covalently bound to at least 10% of the silicon atoms of said polysiloxane. Organic molecules comprising a polyethylene glycol, DTPA, DTDTPA (dithiole DTPA) or succinic acid unit will preferably be selected. Among the above organic molecules, those which have rare earth complexing properties, in particular those whose complexation constant is greater than 1015, will advantageously be chosen. For this purpose, DTPA or DOTA will preferably be chosen. Furthermore, according to an alternative embodiment, the particles according to the invention carry targeting molecules, in particular molecules which have at least one recognition site enabling them to react with a ligand of biological interest. According to a particular embodiment, the particles according to the invention comprise a core and a surface coating, in which one or more targeting molecules are coupled. Examples of target molecules include proteins, peptides, antibodies, lipids, carbohydrates and nucleic acids. As particularly preferred target molecules, mention may be made of anti-bodies targeting at least one target molecule involved in the angiogenesis of a VEGF receptor, the integrin av (33, the endoglin CD 105 or annexin Al According to another variant embodiment, the particles according to the invention carry fluorescent or luminescent molecules, chosen in particular from the derivatives of rhodamine or fluorescein, cyanine 5. The presence of fluorescent or luminescent molecules makes it possible, in particular Optical detection of particles according to the invention The particles according to the invention may carry various molecules mentioned above, these molecules may in particular be grafted onto the surface and / or within the coating. the particles according to the invention may carry both target molecules and fluorescent molecules, the particles according to the invention may be used es for the manufacture of a medicament for the treatment and / or prevention of tumor diseases such as cancer, or proliferative diseases such as polyarthritis.
Les particules selon l'invention peuvent être utilisées dans tous les domaines actuels de la curiethérapie et de la radiothérapie ciblée en cancérologie ou dans les pathologies prolifératives inflammatoires (par exemple synoviorthèses dans les pathologies articulaires destructives comme la polyarthrite rhumatoïde). Elles peuvent également être utilisées dans des thérapies adjuvantes de tous types de cancers par injection intra-tumorale directe : par exemple des tumeurs superficielles, comme des cancers de la peau ou des cancers du sein. Elles peuvent également être utilisées dans des thérapies adjuvantes par injection de nanoparticules couplées à des bioeffecteurs spécifiques de tous types de tumeurs à développement métastatiques, ce qui permet le traitement des sites primaires et secondaires et des tumeurs non solides. The particles according to the invention can be used in all the current fields of brachytherapy and targeted radiotherapy in oncology or in inflammatory proliferative pathologies (for example synoviortheses in destructive articular pathologies such as rheumatoid arthritis). They can also be used in adjuvant therapies of all types of cancers by direct intratumoral injection: for example superficial tumors, such as skin cancers or breast cancers. They can also be used in adjuvant therapy by injection of nanoparticles coupled to bioeffectors specific to all types of tumors with metastatic development, which allows the treatment of primary and secondary sites and non-solid tumors.
L'invention a également pour objet les compositions sous forme injectables, comprenant des particules selon l'invention, en association avec au moins un excipient pharmaceutiquement acceptable. On comprendra aisément que, en fonction de l'application visée, en particulier en fonction de la nature de la tumeur à traiter et de la technique d'injection, la proportion d'oxyde et/ou d'oxohydroxyde de terre rare peut varier dans de larges proportions dans la suspension injectée. Toutefois, d'une façon générale, les compositions utilisées selon l'invention contiendront avantageusement entre 0,5 et 200 g/L d'oxyde et/ou d'oxohydroxyde de terre rare. The subject of the invention is also the compositions in injectable form, comprising particles according to the invention, in association with at least one pharmaceutically acceptable excipient. It will be readily understood that, depending on the intended application, particularly depending on the nature of the tumor to be treated and the injection technique, the proportion of rare earth oxide and / or oxohydroxide may vary in large proportions in the injected suspension. However, in general, the compositions used according to the invention will advantageously contain between 0.5 and 200 g / l of rare earth oxide and / or oxohydroxide.
La composition sera injectée dans l'organisme soit directement dans la tumeur à traiter, soit par voie parentérale, en particulier intraveineuse. La présence d'une couche de polysiloxane confère, après injection in vivo, à la particule un comportement en adéquation avec l'objectif d'irradiation recherché. Par ailleurs, la très faible taille du coeur et du revêtement permet, en fonction de la fonctionnalisation, d'obtenir des particules suffisamment stables et contrôlables pour des injections in vivo, intraveineuses ou directement intratumorales. D'une façon générale, les particules selon l'invention, et plus particulièrement les particules de petite taille, permettent d'obtenir localement au niveau de la tumeur une surconcentration. Ces particules peuvent être conçues pour présenter localement au niveau de la tumeur une surconcentration (soit directement reliée à l'augmentation de la zone d'irradiation sanguine, soit liée à une diffusion passive au sein de la tumeur, soit par fonctionnalisation avec des biomolécules actives). The composition will be injected into the body either directly into the tumor to be treated, or parenterally, in particular intravenously. The presence of a layer of polysiloxane gives, after injection in vivo, to the particle a behavior in adequacy with the desired objective of irradiation. Moreover, the very small size of the core and the coating makes it possible, depending on the functionalization, to obtain sufficiently stable and controllable particles for injections in vivo, intravenously or directly intratumorally. Generally speaking, the particles according to the invention, and more particularly the particles of small size, make it possible to obtain, locally at the level of the tumor, an overconcentration. These particles can be designed to locally present at the level of the tumor an overconcentration (either directly related to the increase of the blood irradiation zone, or linked to a passive diffusion within the tumor, or by functionalization with active biomolecules ).
Un grand intérêt de la méthode vient de l'utilisation préférentielle de particules d'oxyde ou d'oxohydroxyde de lanthanide présentant des propriétés magnétiques intéressantes et pouvant être suivies par imagerie IRM. Les particules submicroniques selon (invention présentent de nombreux intérêts. En effet, tout d'abord, il est possible de concentrer dans une même particule un grand nombre d'éléments terre rare ayant des potentialités thérapeutiques importantes. Ensuite, l'aspect particulaire permet d'obtenir un drainage vers les ganglions lymphatiques après injection intra-tumorale. De plus, il est possible comme précédemment mentionné, d'adjoindre à la particule d'autres éléments actifs, en particulier : - des molécules de ciblage (effecteurs biologiques) - des fluorophores organiques permettant un diagnostic optique - d'autres éléments lanthanides permettant une imagerie IRM - d'autres éléments lanthanides permettant d'autres thérapeutiques. Par exemple, il est possible de réaliser un traitement initial utilisant la radioactivité des terres rares, notamment de l'holmium ou du lutétium, puis de réaliser des traitements de rappel par rayons X, étant donné que ces éléments sont également radiosensibilisants Comme il a été dit précédemment, les particules selon l'invention sont de faible taille et sont éventuellement revêtues en surface pour présenter une grande stabilité dans les milieux biologiques et peuvent être injectées par voie parentérale dans un être vivant. La surface et la taille des particules peuvent être optimisées pour permettre la meilleure diffusion possible pour obtenir : a) après injection intra-tumorale directe une diffusion homogène dans l'ensemble de la tumeur et éventuellement un drainage lymphatique avec accumulation des particules dans les ganglions de drainage de la tumeur (permettant le traitement concomitant de la tumeur et des métastases ganglionnaires loco-régionales) ; l'élimination rapide des particules qui subiraient une diffusion extra-tumorale, limitant le risque d'effets secondaires b) après injection parentérale notamment intra- veineuse, une biodistribution favorable avec peu de captation non spécifique notamment par les cellules du système réticulo-endothélial, une rémanence sanguine suffisamment longue, une captation tumorale élevée (par diffusion passive dans les tumeurs hypervascularisées et/ou par rupture de la barrière hémato-encéphalique dans les sites tumoraux cérébraux, et reconnaissance spécifique par les cellules tumorales d'un effecteur biologique greffé sur les particules), et une élimination rénale permettant l'élimination rapide des particules non captées (limitations des effets secondaires). Ainsi, il est possible de cibler efficacement l'ensemble des sites tumoraux (primaires et secondaires et limiter les effets radiobiologiques des tissus sains). Une combinaison des deux types d'injection (locale directe au niveau de certains des sites tumoraux et parentérale) permettra un traitement de tous les sites tumoraux primaires et secondaires, identifiés et connus, ou non. Des injections itératives dans des intervalles de temps plus ou moins rapides peuvent permettre d'optimiser la concentration intra-tumorale en particules et augmenter l'effet thérapeutique sans augmenter les effets secondaires. La possibilité de détecter des particules selon l'invention in vivo par imagerie permet : a) dans une phase pré-clinique d'optimiser les différents paramètres de synthèse et d'injection des particules, b) à la phase. clinique de vérifier et quantifier chez chaque individu le taux de captation des particules dans les sites tumoraux, détecter d'autres sites tumoraux, et ainsi disposer d'éléments d'analyse de l'efficacité thérapeutique globale (amélioration de la survie du patient ...) et par sites tumoraux (réduction de taille de la tumeur, ...). A la phase pré-clinique des particules non activées pourront être utilisées, et seront détectées par optique (études pré-cliniques chez le petit animal, structures superficielles chez l'homme). A la phase clinique, les particules activées seront détectées par gamma-scintigraphie, et l'injection préalable de particules non activées permettra de vérifier par IRM (et optique pour des zones superficielles) la bonne qualité de captation des particules (captation tumorale élevée, captation extra-tumorale faible). En effet, l'activation ne modifiant pas les propriétés structurelles de la particule, les propriétés de biodistribution et de captation tumorale étudiées avec les particules non activées seront assimilables à celles des particules activées. Ce procédé permettra d'associer un traitement local et à distance. Par exemple, des injections intra-tumorales directes dans des tumeurs superficielles, comme des tumeurs mammaires permettront un traitement néo-adjuvant de tumeurs évoluées, avant chirurgie avec également traitement et repérage par imagerie des ganglions de drainage de la tumeur (ganglions sentinelles), qui pourront être prélevés et analysés spécifiquement. L'injection par cathétérisme artériel dans des tumeurs hépatiques permettra d'obtenir une diffusion intra-tumorale optimale, avec une irradiation limitée des tissus sains péri-tumoraux. Par exemple, dans le cas de l'utilisation de particules d'holmium 166 (émission y max = 80 keV, période de l'ordre de 26,7 heures) ou de lutétium 177 (émission y max = 208 keV, période 6,71 jours avec une émission p- max = 497 keV), plusieurs publications décrivent une énergie très élevée des particules béta moins de l'holmium 166 [85 % des particules p- d'énergie entre 1, 76 et 1,84 MeV (US patent N° 5061475) ; énergie maximale des particules 13- à 1,84 MeV (Mumper RJ et al, JNM 1991 ;32 :2139-2143)]. On évitera ainsi les précautions à prendre avec le traitement actuel des tumeurs hépatiques qui utilise des micelles lipidiques marqués à l'iode 131 (émission y max = 723 keV, période 8,02 jours avec une émission p- max =606 keV), et nécessite des mesures de radioprotection importante, comme un isolement de plusieurs jours du patient. A great interest of the method comes from the preferential use of oxide or oxohydroxide lanthanide particles having interesting magnetic properties and can be followed by MRI imaging. The submicron particles according to the invention have many advantages: first of all, it is possible to concentrate in a single particle a large number of rare earth elements having important therapeutic potentialities. to obtain drainage towards the lymph nodes after intratumoral injection Moreover, it is possible, as previously mentioned, to add to the particle other active elements, in particular: targeting molecules (biological effectors); organic fluorophores allowing optical diagnosis - other lanthanide elements allowing MRI imaging - other lanthanide elements allowing other therapies For example, it is possible to carry out an initial treatment using the rare earth radioactivity, in particular the holmium or lutetium, and then perform X-ray resuscitation treatments, since these elements s are also radiosensitizers As has been said previously, the particles according to the invention are of small size and are optionally surface-coated to have a high stability in biological media and can be injected parenterally into a living being. The surface and the size of the particles can be optimized to allow the best possible diffusion to obtain: a) after direct intra-tumor injection a homogeneous diffusion in the whole of the tumor and possibly a lymphatic drainage with accumulation of the particles in the ganglia of tumor drainage (allowing concomitant treatment of the tumor and loco-regional lymph node metastases); the rapid elimination of particles that would undergo extra-tumoral diffusion, limiting the risk of side effects b) after parenteral injection especially intravenous, a favorable biodistribution with little non-specific uptake by the cells of the reticuloendothelial system, long-lasting blood retention, high tumor uptake (by passive diffusion in hypervascularized tumors and / or by breaking the blood-brain barrier in brain tumor sites, and specific recognition by tumor cells of a biological effector grafted onto the particles), and renal elimination allowing rapid elimination of uncaptured particles (limitations of side effects). Thus, it is possible to effectively target all tumor sites (primary and secondary and limit the radiobiological effects of healthy tissue). A combination of the two types of injection (local direct at some of the tumor sites and parenteral) will allow treatment of all primary and secondary tumor sites, identified and known, or not. Iterative injections in more or less rapid time intervals can optimize intra-tumor particle concentration and increase the therapeutic effect without increasing the side effects. The possibility of detecting particles according to the invention in vivo by imaging makes it possible: a) in a pre-clinical phase to optimize the various parameters of synthesis and injection of the particles, b) to the phase. Clinical to verify and quantify in each individual the rate of capture of particles in the tumor sites, to detect other tumor sites, and thus have elements of analysis of the overall therapeutic efficacy (improvement of patient survival. .) and by tumor sites (reduction of the size of the tumor, etc.). In the pre-clinical phase, non-activated particles may be used, and will be detected by optics (pre-clinical studies in small animals, superficial structures in humans). In the clinical phase, the activated particles will be detected by gamma-scintigraphy, and the pre-injection of non-activated particles will make it possible to check by MRI (and optics for superficial areas) the good quality of particle capture (high tumor uptake, capture extra-tumoral weak). Indeed, the activation does not change the structural properties of the particle, biodistribution and tumor uptake properties studied with unactivated particles will be comparable to those of activated particles. This method will make it possible to combine local and remote processing. For example, direct intra-tumor injections into superficial tumors, such as mammary tumors, will allow neo-adjuvant treatment of advanced tumors, before surgery, with imaging treatment and imaging of the tumor drainage ganglia (sentinel lymph nodes), which can be collected and analyzed specifically. Arterial catheterization injection into hepatic tumors will provide optimal intra-tumor diffusion, with limited irradiation of healthy peri-tumoral tissues. For example, in the case of the use of holmium particles 166 (emission y max = 80 keV, period of the order of 26.7 hours) or lutetium 177 (emission y max = 208 keV, period 6, 71 days with a p-max emission = 497 keV), several publications describe a very high energy of beta particles less than holmium 166 [85% of p-energy particles between 1.76 and 1.84 MeV (US Patent No. 5061475); maximum energy of 13- to 1.84 MeV particles (Mumper RJ et al., JNM 1991; 32: 2139-2143)]. Precautions to be taken with the current treatment of liver tumors which uses lipid micelles labeled with iodine-131 (emission y max = 723 keV, period 8.02 days with a p-max emission = 606 keV) and requires significant radiation protection measures, such as isolation of the patient for several days.
D'une façon générale, l'homme du métier pourra aisément fabriquer les particules selon l'invention, en s'appuyant sur différents documents de littérature. Plus précisément, en ce qui concerne la synthèse des différentes particules utilisées selon l'invention, on notera les éléments suivants : - les oxydes et oxohydroxydes de terre rare sont préférentiellement fabriqués selon des procédés utilisant un polyol comme solvant, par exemple selon l'approche décrite dans la publication de R. Bazzi et al. (Bazzi, R.; Flores, M. A.; Louis, C.; Lebbou, K.; Zhang, W.; Dujardin, C.; Roux, S.; Mercier, B.; Ledoux, G.; Bernstein, E.; Perriat, P.; Tillement, 0. Synthesis and properties of europium-based phosphora on the nanometer scale: Eu2O3, Gd2O3:Eu, and Y2O3:Eu. Journal of Colloid and Interface Science (2004), 273(1), 191-197.). Dans ce canon obtient des particules d'une taille comprise entre 1 et 20 nm. Ils peuvent être obtenus également selon les procédés décrits dans la publication M. Flores et al. (Flores-Gonzalez, M. ; Ledoux, G. ; Roux, S. ; Lebbou, K. ; Perriat, P. ; Tillement, O. ; Preparing nanometer sacled Tb-doped Y203 luminescent powders by the polyol method. Journal of Solid State Chemistry (2005),178, 989-997.). Dans ce cas on obtient des particules d'une taille comprise entre 100 et 800 nm. Ils peuvent également être réalisés par synthèse lyophilisation et traitement thermique partiel de décomposition, comme décrit dans la publication de C. Louis et al. (Louis, C.; Bazzi, R.; Flores, M.o A.; Zheng, W.; Lebbou, K.; Tillement, O.; Mercier, B.; Dujardin, C.; Perriat, P. Synthesis and characterization of Gd203:Eu3+ phosphor nanoparticles by a sollyophilization technique. Journal of Solid State Chemistry (2003), 173(2), 335-341.). Dans ce cas on obtient des particules d'une taille comprise entre 50 et 500 nm. - pour l'enrobage avec des couches de polysiloxanes, plusieurs techniques peuvent être employées, dérivées de celles initiées par Stoeber (Stober, W; J Colloid Interf Sci 1968, 26, 62). On peut également utiliser le procédé employé pour l'enrobage de particules comme présenté dans la publication de C. Louis et al. (Louis, C. ; Bazzi, R. ; Marquette, C. ; Bridot, J. In a general manner, the skilled person can easily manufacture the particles according to the invention, based on various literature documents. More precisely, with regard to the synthesis of the various particles used according to the invention, the following elements will be noted: rare earth oxides and oxohydroxides are preferably manufactured according to processes using a polyol as a solvent, for example according to the approach described in the publication by R. Bazzi et al. (Bazzi, R., Flores, MA, Louis, C., Lebbou, K., Zhang, W., Dujardin, C., Roux, S., Mercier, B, Ledoux, G., Bernstein, E .; Perriat, P. Tillement, 0. Synthesis and properties of europium-based phosphor on the nanometer scale: Eu2O3, Gd2O3: Eu, and Y2O3: Eu. Journal of Colloid and Interface Science (2004), 273 (1), 191- 197.). In this gun obtained particles of a size between 1 and 20 nm. They can also be obtained according to the methods described in the publication M. Flores et al. (Flores-Gonzalez, M., Ledoux, G., Roux, S., Lebbou, K., Perriat, P., Tillement, O., Preparing nanometer sac, Tb-doped Y203, luminescent powders by the polyol, Journal of Solid. State Chemistry (2005), 178, 989-997.). In this case, particles having a size of between 100 and 800 nm are obtained. They can also be made by lyophilization synthesis and partial thermal decomposition treatment, as described in the publication of C. Louis et al. (Louis, C., Bazzi, R., Flores, Mo A., Zheng, W., Lebbou, K, Tillement, W. Mercier, B. Dujardin, C. Perriat, P. Synthesis and characterization of Gd203: Eu3 + phosphor nanoparticles by sollyophilization technique, Journal of Solid State Chemistry (2003), 173 (2), 335-341. In this case, particles having a size of between 50 and 500 nm are obtained. for coating with polysiloxane layers, a number of techniques may be employed, derived from those initiated by Stoeber (Stober, J. Colloid Interf Sci 1968, 26, 62). The method employed for the coating of particles can also be used as presented in the publication of C. Louis et al. (Louis, C., Bazzi, R., Marquette, C. and Bridot, J.
L. ; Roux, S ; Ledoux, G. ; Mercier, B. ; Blum, L. ; Perriat, P. ; Tillement, 0. ; Nanosized hybrid particles with double luminescence for biological labeling, Chemistry of Marerials (2005), 17, 1673-1682.) et la demande internationale WO 2005/088314. - pour le greffage organique de surface, il est conseillé d'utiliser directement des silanes contenant des fonctions organiques hydrophiles ou passer en deux étapes en greffant sur les composés de surface aminés par exemple en cas d'utilisation d'APTES. On pourra, par exemple, se référer à la demande WO 2005/088314 et aux exemples ci-après. - la fonctionnalisation en surface des particules d'oxyde de terre rare enrobées vise, entre autres, à introduire des molécules hydrophiles afin de favoriser la libre circulation des particules dans le système vasculaire et d'éviter ainsi une accumulation non-spécifique indésirable. Une des stratégies possibles consiste à insérer dans la couche de polysiloxane (lors de sa formation) des organoalcoxysilanes dont la partie organique est hydrophile par exemple des chaînes de PEG terminées par un groupement alcoxysilyle, un dérivé du glucose ou un groupement phosphonate lié à un groupement alcoxysilyle. Une autre voie permettant de rendre les particules parfaitement circulantes consiste à post-fonctionnaliser la couche de polysiloxane par des molécules hydrophiles possédant un groupe réactif capable d'assurer l'accrochage de la molécule sur la couche de polysiloxane qui doit posséder des sites de greffage. Il est par conséquent nécessaire d'utiliser pour confectionner cette couche de polysiloxane des organoalcoxysilanes possédant des groupements réactifs tels que les dérivés de l'anhydride succinique, des amines, des thiols, des maléimides, des acides carboxyliques, isocyanate, isothiocyanate, époxyde sur lesquels viendront s'accrocher par liaison covalente (à la suite d'une réaction de condensation) les molécules hydrophiles. Pour la plupart les entités hydrophiles comportent une chaine hydrocarbonée avec au moins une fonction ionisable (acide carboxylique, amine, phosphate, phosphinate, phosphonate, sulfonate) et/ou plusieurs fonctions alcool et/ou éther-oxyde et/ou thiol. Le procédé de préparation de particules selon l'invention comprend, par 20 exemple : - la préparation de particules non radioactives dont la composition et la structure ont été définies précédemment, - l'activation par un flux de neutrons desdites particules pour obtenir la radioactivité recherchée. 25 L'activation peut être réalisée en positionnant lesdites particules au sein d'un flux de neutrons issu d'un réacteur à neutrons ou d'une source issue d'un cyclotron. Notamment, il est possible d'utiliser un flux de neutron produit par un système piloté par un cyclotron de petites-moyennes dimensions, de préférence d'énergie d'émission d'au plus 70 MeV, où le 30 susdit système comprend une cible solide de Be ou de Ta ou de W, refroidie par un flux d'eau qui agit aussi comme premier étage de modération des neutrons, et un système de réflexion-modération des neutrons en plomb- graphite ou graphite. L'activation peut être, par exemple, réalisée avec un activateur couplé avec un cyclotron fonctionnant dans les conditions suivantes : énergie des protons de 30 à 80 MeV, courant du faisceau de protons de 10 à 400 pA, durée d'irradiation de 0,5 à 20 h, flux total de neutrons de 6 X 101° à 5 X 1012 n.cm-2.s-1. Cela permet d'obtenir des activités spécifiques comprises entre 0,5 et environ 100 GBq/g d'holmium, dans le cas de particules d'oxyde d'holmium. L'activation peut être également réalisée dans un réacteur nucléaire. Dans ce cas l'activation est obtenue par une irradiation sous un flux de neutrons de l'ordre de 1012 n.cm-2.s-1 pendant une durée pouvant varier de quelques minutes à quelques heures. Cela permet d'obtenir des activités spécifiques comprises entre 0,5 et 100 GBq/g d'holmium, dans le cas de particules d'oxyde d'holmium. L. Roux, S; Ledoux, G.; Mercier, B.; Blum, L.; Perriat, P.; Tillement, 0.; Nanosized hybrid particles with double luminescence for biological labeling, Chemistry of Marerials (2005), 17, 1673-1682.) And International Application WO 2005/088314. for organic surface grafting, it is advisable to directly use silanes containing hydrophilic organic functions or to go through two steps by grafting onto the amine surface compounds, for example when using APTES. We can, for example, refer to the application WO 2005/088314 and the examples below. the surface functionalization of the coated rare earth oxide particles aims, inter alia, at introducing hydrophilic molecules in order to promote the free circulation of the particles in the vascular system and thus to avoid undesirable non-specific accumulation. One of the possible strategies consists in inserting into the polysiloxane layer (during its formation) organoalkoxysilanes whose organic part is hydrophilic, for example PEG chains terminated by an alkoxysilyl group, a glucose derivative or a phosphonate group linked to a grouping. alkoxysilyl. Another way to make the particles perfectly circulating is to post-functionalize the polysiloxane layer by hydrophilic molecules having a reactive group capable of ensuring the attachment of the molecule on the polysiloxane layer which must have graft sites. It is therefore necessary to use organoalkoxysilanes having reactive groups such as derivatives of succinic anhydride, amines, thiols, maleimides, carboxylic acids, isocyanates, isothiocyanates and epoxides on which these polysiloxane layers are made. The hydrophilic molecules will be covalently bonded (as a result of a condensation reaction). For the most part, the hydrophilic entities comprise a hydrocarbon chain with at least one ionizable function (carboxylic acid, amine, phosphate, phosphinate, phosphonate, sulphonate) and / or several alcohol and / or ether-oxide and / or thiol functions. The process for the preparation of particles according to the invention comprises, for example: the preparation of non-radioactive particles whose composition and structure have been defined previously, the activation by a neutron flux of said particles to obtain the desired radioactivity . Activation can be accomplished by positioning said particles within a neutron stream from a neutron reactor or a source from a cyclotron. In particular, it is possible to use a neutron flux produced by a small-medium-sized cyclotron-driven system, preferably with a transmission energy of at most 70 MeV, where the above-mentioned system comprises a solid target. of Be or Ta or W, cooled by a stream of water which also acts as the first stage of neutron moderation, and a neutron reflection-moderation system of lead-graphite or graphite. The activation may be, for example, carried out with an activator coupled with a cyclotron operating under the following conditions: proton energy of 30 to 80 MeV, proton beam current of 10 to 400 pA, irradiation time of 0, 5 to 20 h, total neutron flux from 6 X 101 ° to 5 X 1012 n.cm-2.s-1. This makes it possible to obtain specific activities of between 0.5 and about 100 GBq / g of holmium, in the case of particles of holmium oxide. The activation can also be carried out in a nuclear reactor. In this case the activation is obtained by irradiation under a neutron flux of the order of 1012 n.cm-2.s-1 for a period that may vary from a few minutes to a few hours. This makes it possible to obtain specific activities of between 0.5 and 100 GBq / g of holmium, in the case of particles of holmium oxide.
Un tel système présente les avantages suivants : - la suspension injectable non radioactive peut être préparée en larges quantités et diffusée en tant que produit pharmaceutique, cette suspension pouvant être irradiée juste avant injection, - la distribution de la suspension injectable non radioactive est plus facile et moins chère, qu'une suspension radioactive, - des isotopes avec différentes énergies peuvent être utilisés avec la suspension injectable, - la méthode autorise une irradiation juste avant injection et permet l'utilisation d'isotopes de courte durée de vie. Such a system has the following advantages: the non-radioactive injectable suspension can be prepared in large quantities and diffused as a pharmaceutical product, this suspension being able to be irradiated just before injection, the distribution of the non-radioactive injectable suspension is easier and cheaper, than a radioactive suspension, - isotopes with different energies can be used with the suspension for injection, - the method allows irradiation just before injection and allows the use of short-lived isotopes.
Aussi, selon une variante avantageuse, une composition pharmaceutique injectable de particules non-radioactives sera préparée, puis soumise à l'activation par un flux de neutrons. Les exemples ci-après n'ont aucun caractère limitatif mais permettent d'illustrer l'invention. Also, according to an advantageous variant, an injectable pharmaceutical composition of non-radioactive particles will be prepared and then subjected to activation by a neutron flux. The examples below have no limiting character but allow to illustrate the invention.
La microscopie électronique à transmission en haute résolution s'effectue sur un microscope JEOL-2010 avec une tension d'accélération de 200kV. Une goutte de solution colloïdale diluée (1 : 30 dans le diéthylene glycol) est placée sur une grille de carbone pour l'analyse. La mesure de la taille des particules en suspension colloïdale s'effectue par spectroscopie de corrélation de photons sur un Zetasizer nano-S de Malvern. La mesure des coeurs se fait en sortie de synthèse directement dans le diéthylène glycol. Après enrobage la mesure se fait également dans le diéthylène glycol. Après fonctionnalisation et reconcentration, la mesure s'effectue dans l'eau. L'appareil utilisé pour réaliser les spectres gamma est un compteur gamma à puits modèle 1480 WIZARD 3" de la marque Wallac ; l'actuel nom de la société : Perkin Elmer. Le système permet l'automatisation de la mesure avec un dispositif de porte-éprouvettes et d'un lecteur de code à barres. Les résultats sont imprimés sur papier. Exemple 1. Synthèse de particules constituées d'un coeur d'oxyde 15 d'holmium enrobé de polysiloxane fonctionnalisé Un colloïde est préparé par dissolution d'une quantité de 56 g.L-1 de sels de chlorure d'holmium dans un volume de 200mL de diéthylène glycol. A la solution obtenue, un ajout de 7,5mL de soude à une concentration de 3M est effectué à température ambiante en 1h30. Le mélange est ensuite 20 chauffé à 180°C pendant 4h. La taille finale des particules, mesurée par spectroscopie de corrélation de photon (PCS) est d'environ 1,5nm. Autour de ces particules, une couche de polysiloxane fonctionnalisé d'une épaisseur de 0,5nm est synthétisée par voie sol-gel. Dans une solution contenant 200mL de colloïde et 800mL de diéthylène 25 glycol, on ajoute 3,153mL d'aminopropyltriéthoxysilane (APTES), 2,008mL de tétraéthylorthosilicate (TEOS) et 7,650mL d'une solution de catalyse à une concentration 10M en eau et 0,1M en triéthylamine La réaction s'effectue à 40°C dans un bain d'huile et sous agitation en plusieurs étapes. 30 à t = Oh ajout de 3% du volume d'APTES et de TEOS à t = 1h ajout de 3% du volume de solution de catalyse à t = 2h ajout de 7% du volume d'APTES et de TEOS à t = 3h ajout de 7% du volume de solution de catalyse à t = 4h ajout de 10% du volume d'APTES et de TEOS à t = 5h ajout de 10% du volume de solution de catalyse à t = 6h ajout de 15% du volume d'APTES et de TEOS à t = 7h ajout de 15% du volume de solution de catalyse à t = 23h ajout de 15% du volume d'APTES et de TEOS à t = 24h ajout de 15% du volume de solution de catalyse à t = 25h ajout de 25% du volume d'APTES et de TEOS à t = 26h ajout de 25% du volume de solution de catalyse à t = 27h ajout des 25% restant du volume d'APTES et de TEOS à t = 28h ajout des 25% restant du volume de solution de catalyse à t = 76h fin de la synthèse High resolution transmission electron microscopy is performed on a JEOL-2010 microscope with an acceleration voltage of 200kV. A drop of diluted colloidal solution (1: 30 in diethylene glycol) is placed on a carbon grid for analysis. Measurement of the particle size in colloidal suspension is carried out by photon correlation spectroscopy on a Malvern Zetasizer nano-S. The measurement of the cores is at the synthesis exit directly in the diethylene glycol. After coating, the measurement is also done in diethylene glycol. After functionalization and reconcentration, the measurement is carried out in water. The device used to make the gamma spectra is a model 1480 WIZARD 3 "gamma counter of the brand Wallac, the current name of the company: Perkin Elmer.The system allows the automation of measurement with a door device The results are printed on paper Example 1. Synthesis of Particles Comprising a Functionalized Polysiloxane Coated Holmium Oxide Core A colloid is prepared by dissolving a amount of 56 gL -1 of salts of holmium chloride in a volume of 200 mL of diethylene glycol To the solution obtained, an addition of 7.5 mL of sodium hydroxide at a concentration of 3M is carried out at room temperature in 1 h 30. The final size of the particles, measured by photon correlation spectroscopy (PCS), is about 1.5 nm, around which a layer of functionalized polysiloxane with a thickness of 0.5n m is synthesized by sol-gel route. In a solution containing 200 ml of colloid and 800 ml of diethylene glycol, 3.153 ml of aminopropyltriethoxysilane (APTES), 2.008 ml of tetraethylorthosilicate (TEOS) and 7.650 ml of a solution of catalysis at a concentration of 10 m in water and 0 ml are added. 1M triethylamine The reaction is carried out at 40 ° C in an oil bath and stirring in several stages. At t = Oh addition of 3% of the volume of APTES and TEOS at t = 1h addition of 3% of the volume of catalysis solution at t = 2h addition of 7% of the volume of APTES and TEOS at t = 1h 3h addition of 7% of the volume of catalysis solution at t = 4h addition of 10% of the volume of APTES and TEOS at t = 5h addition of 10% of the volume of catalyst solution at t = 6h addition of 15% of the volume of APTES and TEOS at t = 7h addition of 15% of the volume of catalysis solution at t = 23h addition of 15% of the volume of APTES and TEOS at t = 24h addition of 15% of the volume of solution of catalysis at t = 25h addition of 25% of the volume of APTES and TEOS at t = 26h addition of 25% of the volume of catalysis solution at t = 27h addition of the remaining 25% of the volume of APTES and TEOS at t = 28h addition of the remaining 25% of the volume of catalysis solution at t = 76h end of the synthesis
Les particules ainsi enrobées sont ensuite fonctionnalisées : - Soit par du poly(éthylène glycol) bis(carboxyméthyl) éther (Mn = 250) (PEG250) : 0,3612g de N-(3-diméthylaminopropyl)-N'-éthylcarbodiimide, 0,3489g de pentafluorophénol et 181,5 pL de PEG250 sont dissous dans 5mL d'isopropanol sous agitation pendant 1h30. La solution obtenue est alors mélangée à 1oomL de solution de particules enrobées. Le mélange est ensuite agité pendant 15h. - Soit par de l'acide diéthylènetriaminepentaacétique dianhydre (DTPABA): 0,616g de DTPA sont dissous dans 17,3mL de diméthylsulfoxide 25 anhydre (DMSO) sous agitation pendant 1h30. La solution obtenue est alors mélangée à 100mL de solution de particules enrobées. Le mélange est ensuite agité pendant 15h. Après l'une ou l'autre de ces fonctionnalisations, la solution de particules obtenues est dialysée contre de l'éthanol. Le bain de dialyse est 30 changé 3 fois toutes les 24h. A la fin de la dialyse 100mL d'eau sont ajoutés à la solution. Le mélange ainsi obtenu est placé sur un évaporateur rotatif sous pression réduite afin d'évaporer le liquide et obtenir 75mL de solution au final. La solution aqueuse de nanoparticules peut être conservée à -18°C ou être lyophilisée sous vide dynamique à 0,15mbar et -52°C dans un lyophilisateur CHRIST Alpha 1-2. Les %massiques en oxyde mesurés à l'aide d'un spectromètre de masse quadripolaire à source plasma ("ICP-MS" "Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer"). Après enrobage, on trouve une valeur de 35,6% d'holmium, correspondant à un équivalent de 41% d'oxyde de lanthanide. The particles thus coated are then functionalized: either by poly (ethylene glycol) bis (carboxymethyl) ether (Mn = 250) (PEG250): 0.3612 g of N- (3-dimethylaminopropyl) -N'-ethylcarbodiimide, 0, 3489 g of pentafluorophenol and 181.5 μl of PEG 250 are dissolved in 5 ml of isopropanol with stirring for 1 h 30 min. The solution obtained is then mixed with 1 mmL of solution of coated particles. The mixture is then stirred for 15 hours. Either diethylenetriaminepentaacetic acid dianhydride (DTPABA): 0.616 g of DTPA are dissolved in 17.3 ml of anhydrous dimethylsulfoxide (DMSO) with stirring for 1 h 30 min. The solution obtained is then mixed with 100 ml of solution of coated particles. The mixture is then stirred for 15 hours. After one or other of these functionalizations, the solution of particles obtained is dialyzed against ethanol. The dialysis bath is changed 3 times every 24 hours. At the end of the dialysis, 100 ml of water are added to the solution. The mixture thus obtained is placed on a rotary evaporator under reduced pressure in order to evaporate the liquid and obtain 75mL of solution in the end. The aqueous nanoparticle solution can be stored at -18 ° C or lyophilized under dynamic vacuum at 0.15mbar and -52 ° C in a CHRIST Alpha 1-2 freeze-dryer. The oxide mass% measured using a plasma source quadrupole mass spectrometer ("ICP-MS" "Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer"). After coating, there is a value of 35.6% of holmium, corresponding to an equivalent of 41% of lanthanide oxide.
Les tailles hydrodynamiques (mesurées par PCS) sont : -Après synthèse : 1,5nm -Après enrobage : 3.1nm -Après fonctionnalisation par le DTPABA: 3,6nm -Après lyophilisation: 4,0nm La Figure 1 représente la distribution granulométrique obtenue en PCS (Photon Correlation Spectroscopy) des particules d'oxyde d'holmium obtenues aux différents stades de leur élaboration. The hydrodynamic sizes (measured by PCS) are: -After synthesis: 1.5 nm -After coating: 3.1 nm -After functionalization with DTPABA: 3.6 nm -After lyophilization: 4.0 nm Figure 1 represents the particle size distribution obtained in PCS (Photon Correlation Spectroscopy) of holmium oxide particles obtained at different stages of their elaboration.
Exemple 2. Synthèse de particules constituées d'un coeur d'oxyde mixte Gd/Ho (50/50) enrobé de polysiloxane fonctionnalisé Un colloïde est préparé par dissolution d'une quantité de 56 g.L-1 de sels de chlorure d'holmium et de gadolinium dans un volume de 200mL de diéthylène glycol. A la solution obtenue, un ajout de 7,5mL de soude à une concentration de 3M est effectué à température ambiante en 1h30. Le mélange est ensuite chauffé à 180°C pendant 4h. La taille finale des particules, mesurée par spectroscopie de corrélation de photon (PCS) est d'environ 1,3nm. Dans une solution contenant 40mL de colloïde et 160mL de diéthylène glycol, on ajoute 0,421mL d'aminopropyltriéthoxysilane (APTES), 0,267mL de tétraéthylorthosilicate (TEOS) et 1,020mL d'une solution de catalyse à une concentration 10M en eau et 0,1M en triéthylamine. Example 2. Synthesis of Particles Comprising a Functionalized Polysiloxane Coated Gd / Ho (50/50) Oxide Core A colloid is prepared by dissolving an amount of 56 gL-1 of salts of holmium chloride and of gadolinium in a volume of 200mL of diethylene glycol. To the solution obtained, an addition of 7.5mL of sodium hydroxide at a concentration of 3M is carried out at room temperature in 1h30. The mixture is then heated at 180 ° C for 4h. The final size of the particles, measured by photon correlation spectroscopy (PCS) is about 1.3 nm. In a solution containing 40 ml of colloid and 160 ml of diethylene glycol, 0.421 ml of aminopropyltriethoxysilane (APTES), 0.267 ml of tetraethylorthosilicate (TEOS) and 1.020 ml of a solution of catalysis at a concentration of 10 M in water and 0.1 M are added. triethylamine.
La réaction s'effectue à 40°C dans un bain d'huile et sous agitation en plusieurs étapes. à t = Oh ajout de 10% du volume d'APTES et de TEOS à t = 1h ajout de 10% du volume de solution de catalyse à t = 2h ajout de 25°/o du volume d'APTES et de TEOS à t = 3h ajout de 25% du volume de solution de catalyse à t = 4h ajout des 65% restant du volume d'APTES et de TEOS à t = 5h ajout des 65% restant du volume de solution de catalyse à t = 53h fin de la synthèse. The reaction is carried out at 40 ° C. in an oil bath and with stirring in several stages. at t = Oh addition of 10% of the volume of APTES and TEOS at t = 1h addition of 10% of the volume of catalysis solution at t = 2h addition of 25 ° / o of the volume of APTES and TEOS at t = 3h addition of 25% of the volume of catalyst solution at t = 4h addition of the remaining 65% of the volume of APTES and TEOS at t = 5h addition of the remaining 65% of the volume of catalyst solution at t = 53h end of synthesis.
La fonctionnalisation s'effectue ensuite comme dans l'exemple 1 : - Soit par du poly(éthylène glycol) bis(carboxyméthyl) éther (Mn = 250) (PEG250) - Soit par de l'acide diéthylènetriaminepentaacétique dianhydre (DTPABA) Les tailles hydrodynamiques (mesurées par PCS) sont : -Après synthèse : 1,3nm -Après enrobage : 2nm -Après fonctionnalisation par le DTPABA: 4,5nm Les %massiques en oxyde mesurés à l'aide d'un spectromètre de 20 masse quadripolaire à source plasma ("ICP-MS" "Inductively Coupled Plasma- Mass Spectrometer"). Après enrobage, on trouve une valeur de 39,2% d'holmium, correspondant à un équivalent de 45% d'oxyde de lanthanide. The functionalization is then carried out as in Example 1: - Either with poly (ethylene glycol) bis (carboxymethyl) ether (Mn = 250) (PEG250) - or with diethylenetriaminepentaacetic acid dianhydride (DTPABA) The hydrodynamic sizes (measured by PCS) are: -After synthesis: 1.3 nm -After coating: 2 nm -After functionalization with DTPABA: 4.5 nm The oxide mass% measured using a plasma source quadrupole mass spectrometer ("ICP-MS" "Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometer"). After coating, there is a value of 39.2% of holmium, corresponding to an equivalent of 45% of lanthanide oxide.
Exemple 3. Synthèse d'une poudre d'oxyde d'holmium par méthode 25 nitrate La poudre est obtenue en mélangeant 54,3mL d'une solution acide de nitrate d'holmium de concentration [Ho] = 0,264 mol.L-1 dans volume de 100 mL de diéthylène glycol. La solution est ensuite portée à 110°C sous pression réduite pendant 1h afin d'évaporer l'eau. La température est alors montée à 30 170°C sous pression atmosphérique jusqu'à précipitation des particules. Après précipitation la solution est laissée agitée pendant 30 minutes avant de stopper le chauffage. 100mL d'éthanol sont alors ajoutés à la solution, lorsque celle-ci est revenue à température ambiante, sous forte agitation. La solution est ensuite centrifugée à 7000 tours par minute pendant 5 minutes. EXAMPLE 3 Synthesis of a Holmium Oxide Powder by Nitrate Method The powder is obtained by mixing 54.3 ml of an acid solution of holmium nitrate of concentration [Ho] = 0.264 mol.l -1 in volume of 100 mL of diethylene glycol. The solution is then heated at 110 ° C. under reduced pressure for 1 hour in order to evaporate the water. The temperature is then raised to 170 ° C under atmospheric pressure until precipitation of the particles. After precipitation, the solution is left stirring for 30 minutes before stopping the heating. 100 ml of ethanol are then added to the solution, when the latter has returned to ambient temperature, with vigorous stirring. The solution is then centrifuged at 7000 rpm for 5 minutes.
La poudre est alors lavée avec de l'éthanol puis centrifugée de nouveau dans les mêmes conditions et cela 3 fois de suite. Après lavage, la poudre est séchée à l'étuve à 100°C pendant 12h puis montée lentement jusqu'à 700°C selon le programme thermique suivant 1h à 150°C 1h à 200°C 1h à 225°C 1h à 250°C 1h à 275°C 1h à 300°C 1h à 325°C 15h à 350°C 1h à 400°C 1h à 450°C 1h à 500°C 1h à 600°C 1h à 700°C Les particules ainsi obtenues ont une taille hydrodynamique moyenne de 310 nm (écart type moyen de 70 nm) par mesure en spectroscopie de corrélation de photon (PCS). The powder is then washed with ethanol and then centrifuged again under the same conditions and that 3 times in succession. After washing, the powder is dried in an oven at 100 ° C. for 12 hours and then slowly raised to 700 ° C. according to the following thermal program: 1 hour at 150 ° C. 1 hour at 200 ° C. 1 hour at 225 ° C. 1 hour at 250 ° C. C 1 hour at 275 ° C. 1 hour at 300 ° C. 1 hour at 325 ° C. 15 hours at 350 ° C. 1 hour at 400 ° C. 1 hour at 450 ° C. 1 hour at 500 ° C. 1 hour at 600 ° C. 1 hour at 700 ° C. The particles thus obtained have an average hydrodynamic size of 310 nm (average standard deviation of 70 nm) by measurement in photon correlation spectroscopy (PCS).
Les particules sont de l'oxyde d'holmium pur à 99%. The particles are 99% pure holmium oxide.
Exemple 4. Synthèse d'une poudre d'oxyde d'holmium par méthode chlorure La poudre est obtenue en dissolvant 37,54 g de HoCI3 ; 6H20 dans 20mL d'eau. 100mL de diéthylène glycol sont ensuite ajoutés et la solution est chauffée à 110°C. A cette température, on ajoute 36mL de NaOH à 6M. Example 4. Synthesis of a chloride powder of holmium oxide The powder is obtained by dissolving 37.54 g of HoCl3; 6H20 in 20mL of water. 100 ml of diethylene glycol are then added and the solution is heated to 110 ° C. At this temperature, 36 mL of 6M NaOH is added.
La solution est agitée pendant 30 min à 110°C avant de monter la température de chauffe à 180°C pendant 3h. La solution obtenue est ensuite lavée 3 fois à l'éthanol et centrifugée. Le solide obtenu est séché 12h à 100°C puis monté en température jusqu'à 5 900°C, selon le programme thermique suivant : 12h à 250°C 1h à 300°C 5h à 500°C 3h à 700°C 10 2h à 900°C Une fois chauffées à 900°C, les particules sont lavées à l'eau puis centrifugées avant d'être portées de nouveau à 500°C pendant 1h. Les particules ainsi obtenues ont une taille moyenne hydrodynamique d'environ 300 nm par mesure en spectroscopie de corrélation de photon 15 (PCS). The solution is stirred for 30 min at 110 ° C before raising the heating temperature to 180 ° C for 3h. The solution obtained is then washed 3 times with ethanol and centrifuged. The solid obtained is dried for 12 hours at 100 ° C. and then heated to a temperature of up to 900 ° C., according to the following thermal program: 12 hours at 250 ° C. 1 hour at 300 ° C. 5 hours at 500 ° C. 3 hours at 700 ° C. 10 2 h at 900 ° C. Once heated to 900 ° C., the particles are washed with water and then centrifuged before being heated again at 500 ° C. for 1 hour. The particles thus obtained have a mean hydrodynamic size of about 300 nm by measurement in photon correlation spectroscopy (PCS).
Exemple 5. Préparation de suspensions pour injection. Des containers contenant les particules radioactives sèches sont placés sous une hotte de protection. Des solutions ont été préparées sous cette 20 hotte à partir (a) des particules de l'exemple 1, (b) des poudres de l'exemple 3. (a) A 250mg de poudre de particules d'oxyde d'holmium fonctionnalisées avec du DTPABA et lyophilisées telles qu'obtenues dans l'exemple 1, on ajoute 3,690mL de liquide physiologique injectable composée 25 d'eau stérile et de chlorure de sodium (NaCl) dilué à 9 pour 1000 afin d'obtenir une solution colloïdale à une concentration de 100mmol.L-1 en élément Ho. La solution obtenue est passée au vortex afin d'obtenir une solution homogène. (b) A 250mg de poudre d'oxyde d'holmium telle qu'obtenue dans 30 l'exemple 3, on ajoute 1,220mL de liquide physiologique injectable composée d'eau stérile et de chlorure de sodium (NaCl) dilué à 9 pour 1000 afin d'obtenir une solution à une concentration de 20% en masse d'oxyde d'holmium. La solution obtenue est passée au vortex pour obtenir une solution homogène." Example 5. Preparation of suspensions for injection. Containers containing the dry radioactive particles are placed under a protective hood. Solutions were prepared under this hood from (a) the particles of Example 1, (b) powders of Example 3. (a) A 250mg of powder of holmium oxide particles functionalized with of DTPABA and lyophilized as obtained in Example 1, 3,690 ml of physiological injectable liquid composed of sterile water and sodium chloride (NaCl) diluted to 9 per 1000 were added in order to obtain a colloidal solution at a concentration of concentration of 100mmol.L-1 in Ho element. The solution obtained is vortexed in order to obtain a homogeneous solution. (b) To 250 mg of holmium oxide powder as obtained in Example 3, 1.220 ml of physiological injectable liquid composed of sterile water and sodium chloride (NaCl) diluted to 9 per 1000 are added. to obtain a solution at a concentration of 20% by weight of holmium oxide. The solution obtained is vortexed to obtain a homogeneous solution. "
Exemple 6. Activation en synchrotron de colloïdes et de poudres 5 d'oxyde d'holmium L'activation des particules est réalisée en utilisant un activateur compact (ûlxlxl m de graphite) couplé avec un cyclotron de taille moyenne. Le principe de cet activateur est basé sur une évolution de la technique dite Adiabatic Resonance Crossing validée au CERN en 1997. Il est utilisé ici 10 en couplage avec le cyclotron Scanditronix de 40 MeV-50 pA du Joint Research Center à Ispra. L'activation des particules d'oxyde d'Ho d'une taille hydrodynamique moyenne après lyophilisation de 4nm, fonctionnalisées avec du DTPABA puis lyophilisées telles qu'obtenues dans l'exemple 1 et de 310nm, telles qu'obtenues dans l'exemple 3 ayant des teneurs respectives en 15 élément holmium de 26% massique et 86% massique, a été réalisée. Les particules dans les deux cas sous la forme de poudre ont été irradiées avec les neutrons produits par un faisceau des protons de 34 MeV et 38 pA pendent 4,7 heures. Une activité spécifique de 9,0 10' et 1,6 108 Bq par gramme de particules, a respectivement été obtenue, à la fin de l'irradiation. 20 Ces particules ont ensuite été préparées selon l'exemple 5 pour obtenir des suspensions de particules prêtes à l'injection. Example 6 Synchrotron activation of colloids and holmium oxide powders Activation of the particles is carried out using a compact activator (λ 1 x 1 m of graphite) coupled with a medium size cyclotron. The principle of this activator is based on an evolution of the so-called Adiabatic Resonance Crossing technique validated at CERN in 1997. It is used here in coupling with the Scanditronix 40 MeV-50 pA cyclotron of the Joint Research Center at Ispra. Activation of Ho particles of medium hydrodynamic size after lyophilization of 4 nm, functionalized with DTPABA and then lyophilized as obtained in Example 1 and 310 nm, as obtained in Example 3 having respective contents of holmium element of 26% by mass and 86% by weight, was carried out. The particles in both cases in the form of powder were irradiated with the neutrons produced by a proton beam of 34 MeV and 38 pA for 4.7 hours. A specific activity of 9.0 × 10 and 1.6 × 108 Bq per gram of particles was obtained, respectively, at the end of the irradiation. These particles were then prepared according to Example 5 to obtain ready-to-inject particle suspensions.
Exemple 7. Injection chez des rats et détection in vivo Des suspensions des particules radioactives obtenues à l'exemple 6 ont 25 été injectées 72 h après la fin de l'irradiation en intra-veineux ou dans des tumeurs greffées en sous-cutané dans des rats Fisher. La Figure 2 démontre le caractère radioactif des particules enrobées et fonctionnalisée de la Figure 1 après activation neutronique. Ce spectre est conforme aux données de la littérature sur l'émission gamma, avec un pic 30 d'émission à 77 keV et un autre à 38 keV. Les particules ont donc été activées par un flux neutronique et l'élément obtenu est bien de l'holmium 166. Example 7 Injection into Rats and In Vivo Detection Suspensions of the radioactive particles obtained in Example 6 were injected 72 h after the end of intravenous irradiation or in subcutaneously grafted tumors in Fisher rats. Figure 2 demonstrates the radioactive character of the coated and functionalized particles of Figure 1 after neutron activation. This spectrum is consistent with data from the gamma emission literature, with a peak emission at 77 keV and another at 38 keV. The particles have therefore been activated by a neutron flux and the element obtained is indeed holmium 166.
Les particules enrobées et fonctionnalisées de la Figure 1. ayant subi une activation neutronique sont détectées par gammascintigraphie in vivo. La Figure 3 présente une image en scintigraphie gamma acquise 1 heure après injection directe intra-tumorale sur un rat porteur de deux xénogreffes tumorales, de 200 pL à 100mmol.L-1 en élément Ho par tumeur d'une suspension de particules colloïdales d'oxyde d'holmium enrobées de polysiloxane, fonctionnalisées avec du DTPABA et présentant une taille hydrodynamique moyenne mesurée en PCS de à 4 nm, telles qu'obtenues aux exemples 1 et 5, après activation neutronique, avec une activité de l'ordre de 2 pCi par tumeurs. Cette expérience démontre que les particules à coeur d'oxyde d'holmium, après activation par un flux de neutrons sont radioactives et peuvent être détectées in vivo par gamma-scintigraphie dans des tumeurs. La Figure 4 présente une image en scintigraphie gamma d'un rat porteur d'une xénogreffe tumorale acquise après injection intra-veineuse d'une suspension de particules colloïdales d'oxyde d'holmium enrobées de polysiloxane et présentant une taille totale de 5 nm, telles qu'obtenues à l'exemple 1, après activation neutronique, avec une activité de l'ordre de 1 pCi. Cette expérience démontre que ces particules sous forme de suspension colloïdale peuvent également être injectées par seringue, par voie locale ou parentérale, et qu'elles présentent une excellente diffusion intra-tumorale et une élimination urinaire après injection intraveineuse. The coated and functionalized particles of FIG. 1 which have undergone neutron activation are detected by gammascintigraphy in vivo. FIG. 3 shows a gamma scintigraphy image acquired 1 hour after intra-tumor direct injection in a rat carrying two tumor xenografts, from 200 μl to 100 mmol.L-1 in Ho element per tumor of a suspension of colloidal particles. polysiloxane-coated holmium oxide, functionalized with DTPABA and having a mean hydrodynamic size measured in PCS of 4 nm, as obtained in Examples 1 and 5, after neutron activation, with an activity of the order of 2 pCi by tumors. This experiment demonstrates that particles with a holmium oxide core, after activation by a neutron flux, are radioactive and can be detected in vivo by gamma-scintigraphy in tumors. FIG. 4 shows a gamma scintigraphy image of a rat carrying an acquired tumor xenograft after intravenous injection of a suspension of polysiloxane-coated holmium oxide colloidal particles having a total size of 5 nm, as obtained in Example 1, after neutron activation, with an activity of the order of 1 pCi. This experiment demonstrates that these particles in the form of a colloidal suspension can also be injected by syringe, locally or parenterally, and that they exhibit excellent intratumoral diffusion and urinary elimination after intravenous injection.
Les particules de la Figure 5a d'une taille hydrodynamique d'environ 300 nm, ayant subi une activation neutronique sont détectées par gammascintigraphie in vivo. La Figure 6 est l'image en scintigraphie gamma obtenue, après injection de ces particules dans la cuisse d'un rat avec une seringue haute pression (3000 bars). 0,8 mL d'une suspension de particules, avec une activité de 0,056 MBecquerel, ont été injectées. Cette image en scintigraphie démontre que les particules d'holmium de cette taille peuvent être efficacement élaborées, activées et injectées. Particles of Figure 5a with a hydrodynamic size of about 300 nm, neutronally excited are detected by in vivo gammascintigraphy. Figure 6 is the gamma scintigraphy image obtained after injection of these particles into the thigh of a rat with a high-pressure syringe (3000 bar). 0.8 ml of a suspension of particles, with an activity of 0.056 MBecquerel, were injected. This scintigraphic image demonstrates that holmium particles of this size can be efficiently elaborated, activated and injected.
Des expériences ont également été réalisées avec des suspensions de particules identiques aux particules de l'exemple 1 encapsulant en leur sein des molécules de fluorescéine (FITC) ou de cyanine 5 incorporées selon la méthode décrite dans Chemistry of Materials (2005), 17(7), 1673-1682 et Journal of the American Chemical Society (2007), 129(16), 5076-5084. Après injection in vivo, les particules ont été détectées par imagerie optique in vivo acquise par une caméra CDD. Une première expérience a été réalisée, en injectant par injection intratumorale, chez un rat porteur de 2 xénogreffes tumorales : 500 pl d'une suspension à 109 mM de particules colloïdales de type coeur/enrobage [coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane de taille totale de 5 nm], porteuses de FITC non activées dans la tumeur de gauche, 500 pl de NaCl à 9 °/°O dans la tumeur de droite. La Figure 7 présente l'image obtenue par imagerie optique in vivo acquise par une caméra CDD (HamamatsuTM) avec une À excitation: 495 nm / À émission: 518 nm, 15 minutes après l'injection intra-tumorale. L'image brigt field correspond à l'image acquise en lumière visible. Une deuxième expérience a été réalisée, en injectant par injection intratumorale, chez un rat porteur de 2 xénogreffes tumorales, 500 pl d'une suspension à 100 mM de particules colloïdales de type caeur/enrobage [coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane de taille totale de 5 nm], porteuses de cyanine 5 non activées dans chaque tumeur. La Figure 8 présente l'image obtenue par imagerie optique in vivo acquise par une caméra CDD avec une À excitation: 650 nm / À émission: 25 672 nm, 15 minutes après l'injection intra-tumorale. Le devenir des particules après injection intra-tumorale, dans les 2 tumeurs de 250 pl de suspension colloïdale définie à la figure 9 par tumeur a été suivi à long terme en microscopie optique. La Figure 9 représente les images optiques in vivo acquises chez le même rat et dans les conditions 30 définies à la Figure 9 successivement durant 4 jours (JO correspond au jour de l'injection et 33 au 3ème jour post-injection et donc au 4ème jour d'examen) après l'injection en regard des deux tumeurs. Ces images démontrent que ces particules peuvent être détectées in vivo par imagerie optique, et que la fluorescence émise par ces particules est très stable. Cela signifie, en particulier, que l'intégrité des particules est conservée dans la tumeur. Des expériences ont également été réalisées pour démontrer la détection des particules par IRM. Les images IRM sont obtenues avec un appareil dédié à l'imagerie du petit animal (BruckerTM, 7T, champ horizontal). La Figure 10 présentent les images IRM (séquence écho de spin TR=1000msec/TE=50 msec, 7T) d'échantillons aqueux contenant des concentrations croissantes de particules colloïdales conformes à l'exemple 1 de type coeur/enrobage [ coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane taille totale de 5 nm] (1 : conc=0 / 2 = conc = 0,05 mM / 3 = 0,1 mM / 4 = 1 mM / 5 = 5 mM) à PH= 7,4, à température ambiante et à 7T. L'augmentation du contraste est calculée selon la formule suivante : EHC Echantillon X = [Signal (échantillon X)-Signal Echantillon 1] / 15 Signal Echantillon 1 Le calcul confirme l'analyse visuelle, avec un contraste négatif à faible concentration, visible entre 0,1 mM et 1 mM (EHC échantillon 2 = -8 %, échantillon 3 = -21%, échantillon 4 = -24 %). A forte concentration, on observe un rehaussement du signal (contraste positif, EHC échantillon 5 = + 20 36 %). Cette inversion de l'effet sur le contraste de l'image (d'abord négatif puis positif) doit se produire pour des valeurs supérieures mais proches de 1 mM. La Figure 11 est une image IRM in vivo obtenue après injection intraveineuse (séquence multi-écho de spin TR=1000msec/TE=50 msec, 7 T) 25 chez un rat, de 50 pl d'une suspension de particules colloïdales conformes à l'exemple 1 à 100 mM de type coeur/enrobage [coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane de taille totale de 5 nm] porteuses de cyanine5 non activées. Les images A et B correspondent respectivement à des coupes coroanales centrées sur les deux reins et sur la vessie ; les index 1 30 correspondent aux images avant injection ; l'image A2 a été acquise entre 3,5 et 5,6 minutes après injection, et l'image B2 entre 51 et 53 minutes après injection. Experiments were also carried out with suspensions of particles identical to the particles of Example 1 encapsulating within them fluorescein (FITC) or cyanine molecules incorporated according to the method described in Chemistry of Materials (2005), 17 (7). ), 1673-1682 and Journal of the American Chemical Society (2007), 129 (16), 5076-5084. After in vivo injection, the particles were detected by in vivo optical imaging acquired by a CDD camera. A first experiment was carried out, by injecting by intratumoral injection, into a rat carrying 2 tumor xenografts: 500 μl of a 109 mM suspension of colloidal particles of core / coating type [heart: holmium oxide, coating: polysiloxane total size of 5 nm], non-activated FITC carriers in the left tumor, 500 μl NaCl at 9 ° / ° 0 in the tumor on the right. Figure 7 shows the image obtained by in vivo optical imaging acquired by a CDD camera (HamamatsuTM) with an excitation: 495 nm / at emission: 518 nm, 15 minutes after intratumoral injection. The brigt field image is the image acquired in visible light. A second experiment was carried out, by injecting by intratumoral injection, in a rat carrying 2 tumor xenografts, 500 μl of a suspension at 100 mM of colloidal particles of the caeur / coating type [heart: holmium oxide, coating: polysiloxane total size of 5 nm], non-activated cyanine carriers in each tumor. Figure 8 shows the image obtained by in vivo optical imaging acquired by a CDD camera with an excitation: 650 nm / at emission: 672 nm, 15 minutes after intratumoral injection. The fate of the particles after intratumoral injection, in the 2 tumors of 250 μl of colloidal suspension defined in FIG. 9 by tumor, was followed in the long term by light microscopy. FIG. 9 represents the in vivo optical images acquired in the same rat and under the conditions defined in FIG. 9 successively for 4 days (OJ corresponds to the day of the injection and 33 to the third day post-injection and therefore to the 4th day examination) after the injection against both tumors. These images demonstrate that these particles can be detected in vivo by optical imaging, and that the fluorescence emitted by these particles is very stable. This means, in particular, that the integrity of the particles is preserved in the tumor. Experiments were also performed to demonstrate particle detection by MRI. MRI images are obtained with a device dedicated to small animal imaging (BruckerTM, 7T, horizontal field). FIG. 10 shows the MRI images (echo sequence of spin TR = 1000 msec / TE = 50 msec, 7T) of aqueous samples containing increasing concentrations of colloidal particles in accordance with example 1 of the core / coating type [core: d holmium, coating: polysiloxane total size 5 nm] (1: conc = 0/2 = conc = 0.05 mM / 3 = 0.1 mM / 4 = 1 mM / 5 = 5 mM) at pH = 7, 4, at room temperature and at 7T. The contrast increase is calculated according to the following formula: EHC Sample X = [Signal (Sample X) -Signal Sample 1] / 15 Sample Signal 1 The calculation confirms the visual analysis, with negative contrast at low concentration, visible between 0.1 mM and 1 mM (EHC sample 2 = -8%, sample 3 = -21%, sample 4 = -24%). At high concentration, a signal enhancement is observed (positive contrast, EHC sample 5 = + 36%). This inversion of the effect on the contrast of the image (first negative then positive) must occur for higher values but close to 1 mM. FIG. 11 is an in vivo MRI image obtained after intravenous injection (spin multi-echo sequence TR = 1000 msec / TE = 50 msec, 7 T) in a rat, of 50 μl of a colloidal particle suspension conforming to FIG. Example 1 at 100 mM heart / coating type [core: holmium oxide, coating: 5 nm total polysiloxane] non-activated cyanine carriers. The images A and B correspond respectively to coroanal sections centered on the two kidneys and on the bladder; the indexes 30 correspond to the images before injection; image A2 was acquired between 3.5 and 5.6 minutes after injection, and image B2 between 51 and 53 minutes after injection.
On note une décroissance du signal au niveau des cavités pyélocalicielles (flèche blanche) des reins, et au niveau de la vessie une augmentation du signal (sauf au niveau du col vésical, où l'on note une baisse du signal). Ces variations de signal observées in vivo sont superposables à ce qui est observé in vitro : au niveau du rein où les particules transitent mais ne s'accumulent pas, la concentration locale en particules reste faible (contraste négatif), alors que dans la vessie, les particules s'accumulent au cours du temps, sans élimination (l'anesthésie entraînant un blocage mictionnel), finissant par donner un contraste positif. There is a decrease in the signal at the level of the pyelocalicielles cavities (white arrow) of the kidneys, and at the level of the bladder an increase of the signal (except at the level of the bladder neck, where a decrease of the signal is noted). These signal variations observed in vivo are superimposable on what is observed in vitro: at the level of the kidney where the particles transit but do not accumulate, the local concentration of particles remains low (negative contrast), whereas in the bladder, the particles accumulate over time, without elimination (the anesthesia causing a blockage mictionnel), ending up giving a positive contrast.
Une étude couplant l'Imagerie multi-modale IRM et l'optique a été réalisée. La Figure 12A représente l'image acquise en optique en superposant l'image en fluorescence avec À excitation: 495 nm / À émission: 518 nm à l'image en lumière blanche (bright Field) et la Figure 12B représente l'image en IRM (séquence écho de spin TR=1000msec/TE=50 msec, 7T), des deux xénogreffes ex-vivo prélevés chez un même rat 15 minutes après injection dans la tumeur de droite de 500 pl d'une suspension de particules colloïdales à 100 mm de type coeur/enrobage [coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane de taille totale de 5 nm] porteuses de FITC, non activées. A study coupling multi-modal MRI imaging and optics has been performed. Figure 12A shows the optically acquired image by superimposing the fluorescence image with excitation: 495 nm / emission: 518 nm to the bright field image and Figure 12B represents the MRI image. (spin echo sequence TR = 1000msec / TE = 50 msec, 7T), of the two ex-vivo xenografts taken from the same rat 15 minutes after injection into the right tumor of 500 μl of a suspension of 100 mm colloidal particles core / coating type [core: holmium oxide, coating: polysiloxane 5 nm total size] FITC carriers, non-activated.
On note la fluorescence détectable au sein de la tumeur, montrant une diffusion assez homogène des particules au sein de la tumeur. En IRM, on note la différence très nette de contraste des 2 tumeurs, les particules étant responsables d'un contraste négatif intense. The detectable fluorescence is noted within the tumor, showing a fairly homogeneous distribution of the particles within the tumor. In MRI, we note the sharp difference in contrast of the 2 tumors, the particles being responsible for an intense negative contrast.
L'ensemble de ces résultats démontre que ces particules sont détectables in vivo par imagerie multi-modale, ce qui permet de suivre par imagerie la diffusion des particules in situ au sein de la tumeur après injection intra-tumorale (curiethérapie), vérifier le site de migration après injection parentérale (radiothérapie métabolique) de particules fonctionnalisées ou non. L'imagerie constituera alors un outil de contrôle et d'évaluation de la thérapie. All these results demonstrate that these particles are detectable in vivo by multi-modal imaging, which makes it possible to follow the scattering of particles in situ within the tumor after intratumoral injection (brachytherapy) by imaging, check the site migration after parenteral injection (metabolic radiotherapy) functionalized particles or not. Imaging will then be a tool for monitoring and evaluating therapy.
Cette détection in vivo peut être réalisée avec des particules non activées par IRM et optique, permettant de disposer d'outils d'évaluation et d'optimisation dans les phases pré-cliniques, ou par scintigraphie après activation, permettant le contrôle chez le patient et l'adaptation de la thérapie. Ces résultats démontrent également la très bonne diffusion au sein des tumeurs de particules après injection intra-tumorale directe (curiethérapie) permettant un traitement homogène de l'ensemble du volume tumoral. Ces résultats montrent également que les particules restent de manière durable au sein de la tumeur (temps de résidence intra-tumoral élevé), et que celles qui diffusent en dehors de la tumeur sont éliminées rapidement par voie urinaire, rendant l'hypothèse d'un l'effet radiotoxique au niveau des tissus sains très peu probable. Cet aspect est confirmé par la Figure 13 qui montre la biodistribution après injection intra-tumorale de colloïdes nanométriques. La Figure 13 présente les images in vivo acquises en incidence de face dorsale (A) et ventrale (B) par une caméra CDD avec une À excitation: 495 nm / À émission: 518 nm, 90 minutes après injection intra-tumorale gauche (Tg) de 100 pl d'une suspension à 109 mM de particules colloïdales de type de type coeur/enrobage [coeur : oxyde d'holmium, enrobage : polysiloxane de taille totale de 5 nm] porteuses de FITC, non activées, chez un rat porteur de 2 xénogreffes tumorales. Dans la tumeur de droite (Td), ont été injectés 500 pl de NaCI à 9 °/°O Les images présentées à droite, ont été obtenues ex vivo et acquises avec les mêmes paramètres, sur des organes prélevés en post- mortem 120 minutes après injection, des reins droit (Rd) et gauche (Rg), du foie (F) et d'urine (U). Les images Rt, Ft et Ut correspondent aux reins, foie et urines prélevés chez un rat témoin. Ces images montrent qu'après injection intra-tumorale directe, une faible fraction des particules présentent une diffusion extra-tumorale, mais sont rapidement éliminées par voie urinaire, sans rétention au niveau du système réticulo-endothélial (absence de fluorescence significative dans le foie). This in vivo detection can be carried out with non-activated MRI and optical particles, making it possible to have evaluation and optimization tools in the pre-clinical phases, or by scintigraphy after activation, allowing control in the patient and the adaptation of the therapy. These results also demonstrate the very good diffusion within the tumors of particles after direct intratumoral injection (brachytherapy) allowing a homogeneous treatment of the whole tumor volume. These results also show that the particles remain permanently within the tumor (high intra-tumor residence time), and that those that diffuse outside the tumor are eliminated rapidly urinary, making the hypothesis of a the radiotoxic effect on healthy tissue is very unlikely. This aspect is confirmed by Figure 13 which shows the biodistribution after intratumoral injection of nanoscale colloids. FIG. 13 shows the in vivo images acquired at dorsal (A) and ventral (B) incidence by a CDD camera with an excitation: 495 nm / at emission: 518 nm, 90 minutes after left intra-tumor injection (Tg 100 μl of a 109 mM suspension of colloidal particles of heart-type / coating type [heart: holmium oxide, coating: 5 nm total-size polysiloxane] carrying FITC, non-activated, in a carrier rat of 2 tumor xenografts. In the tumor on the right (Td), 500 μl of NaCl at 9 ° / ° O were injected. The images presented on the right, were obtained ex vivo and acquired with the same parameters, on organs taken postmortem 120 minutes. after injection, right kidneys (Rd) and left (Rg), liver (F) and urine (U). The images Rt, Ft and Ut correspond to kidneys, liver and urine taken from a control rat. These images show that after a direct intratumoral injection, a small fraction of the particles exhibit extra-tumoral diffusion, but are rapidly eliminated urinary, without retention in the reticuloendothelial system (absence of significant fluorescence in the liver). .
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