FR2981849A1 - Nanoparticules fonctionnalisees pour le ciblage des proteoglycanes et leurs applications - Google Patents

Abstract

L'invention concerne de nouvelles nanoparticules fonctionnalisées pour le ciblage des protéoglycanes, utiles notamment en imagerie médicale ou en thérapie. L'invention vise également leur procédé d'obtention et leurs applications. Dans le domaine du diagnostic, les nanoparticules selon l'invention sont utiles notamment comme agents de contraste pour l'imagerie des tissus riches en protéoglycanes, et en particulier en imagerie par résonnance magnétique IRM, en imagerie par scintigraphie SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) ou encore en imagerie par scintigraphie PET (Positron Emission Tomography). Dans le domaine thérapeutique, les utilisations envisagées sont celles d'agents radio-sensibilisants ou radioactifs pour la radiothérapie (et éventuellement la curiethérapie), pour la neutronthérapie, d'agents pour la PDT (photodynamic therapy), notamment pour le traitement des tumeurs.

Description

NANOPARTICULES FONCTIONNALISEES POUR LE CIBLAGE DES PROTEOGLYCANES ET LEURS APPLICATIONS Domaine technique L'invention concerne de nouvelles nanoparticules fonctionnalisées pour le ciblage des protéoglycanes, utiles notamment en imagerie médicale ou en thérapie. L'invention vise également leur procédé d'obtention et leurs applications.

Dans le domaine du diagnostic, les nanoparticules selon l'invention sont utiles notamment comme agents de contraste pour l'imagerie des tissus riches en protéoglycanes, et en particulier en imagerie par résonnance magnétique IRM, en imagerie par scintigraphie SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) ou encore en imagerie par scintigraphie PET (Positron Emission Tomography).

Dans le domaine thérapeutique, les utilisations envisagées sont celles d'agents radio-sensibilisants ou radioactifs pour la radiothérapie (et éventuellement la curiethérapie), pour la neutronthérapie, d'agents pour la PDT (photodynamic therapy), notamment pour le traitement des tumeurs.

Arrière-plan technologique L'IRM est l'une des techniques parmi les plus utilisées pour le diagnostic médical, elle combine les avantages d'être non-invasive, rapide et sans danger pour le patient. Elle repose sur l'observation de la relaxation des protons de l'eau qui est directement dépendante des champs magnétiques (le champ magnétique important Bo et des champs radio-fréquence), de la séquence d'impulsion, de l'environnement de l'eau dans l'organisme... L'interprétation des images donne alors accès à l'identification de la plupart des tissus. Le contraste peut être augmenté par deux types d'agents : les agents de contraste positifs T1 et négatifs T2. Dans le cadre de l'invention, on s'intéresse en particulier à ces agents de contraste positifs c'est-à-dire en T1, qui permettent un éclaircissement de l'image car le contact de l'eau avec l'agent de contraste permet de réduire le temps de relaxation longitudinal : T1. Comme exemples d'agents de contraste T1 utilisés en clinique, on peut citer : Gd(III)DTPA ou Gd(III)DOTA.

Les agents de contraste en T2 sont ceux qui permettent de réduire le temps de relaxation transversal. Les nanoparticules d'oxyde de fer superparamagnétiques encapsulées sont des exemples d'agents T2 utilisés en clinique.

Les agents de contraste en Ti sont préférables aux agents de contraste en Tz, en raison du contraste positif qu'ils procurent. Malheureusement, la non-spécificité, le faible contraste qu'ils entraînent, leur rapide excrétion rénale et leurs propriétés dépendantes du champ restreignent encore leur application. De plus, une concentration locale en ions gadolinium souvent faible rend délicate la détection d'anomalies médicales d'une taille inférieure à quelques centimètres. Il serait donc souhaitable de pouvoir mettre en oeuvre un ciblage spécifique de sites in vivo, à l'aide d'éléments chargés en gadolinium. A ce titre, les nanoobjets présentent plusieurs avantages : concentration locale en Gd plus élevée et relaxivité (ri) par gadolinium plus importante en raison de la masse et de la rigidité plus conséquentes des nanoparticules.

Au-delà de l'amélioration du contraste, on cherche également à limiter la concentration en agents de contraste dans le corps humain. Tous ces aspects tempèrent l'utilité des composés moléculaires (les agents Ti commerciaux 20 présentés ci-dessus sont bien des agents moléculaires, ce n'est pas le cas des agents T2 mais ceux-ci sont moins intéressants à cause du contraste négatif qu'ils procurent) comme agents de contraste. Une approche multimodale est entreprise pour ces particules. Cette approche consiste à 25 mettre en oeuvre un ensemble de nanoparticules comprenant plusieurs agents de contraste moléculaires. Elle permet de combiner non seulement différentes techniques d'imagerie, mais aussi différentes techniques de thérapie en regroupant plusieurs agents actifs en thérapie dans un même ensemble de nanoparticules. Les agents actifs en imagerie et les agents actifs en thérapie peuvent être identiques ou différents entre eux. 30 Cette approche semble être particulièrement adaptée pour le développement de médicaments en théranostic. On peut notamment ajouter d'autres fonctions d'imagerie (luminescence, scintigraphie...), des fonctions thérapeutiques (largage de principes actifs, radio-sensibilisation, curie-thérapie...) ainsi que des fonctions de ciblage biologique pour 35 une concentration des agents thérapeutiques dans la zone d'intérêt.

Les composés moléculaires, de par leur faible taille, ne permettent en général pas de combiner plusieurs agents actifs, c'est-à-dire plusieurs propriétés au sein d'un même ensemble (manque de place au niveau d'un composé moléculaire).

La demande de brevet WO 01/00621 décrit l'utilisation de dérivés d'ammonium quaternaire pour la thérapie ou le diagnostic des pathologies dues à une atteinte du cartilage (pathologies articulaires ou cancéreuses). Cette demande décrit en particulier le greffage d'ammoniums quaternaires sur des molécules thérapeutiques (Tenidap, Melphalan, Chlorambucil, Glucosamine) ou des molécules utilisées en imagerie médicale (Tc associé à un agent chélatant). La demande de brevet WO 2005/088314 décrit des nanoparticules, de type coeur-coquille, le coeur (nanosphère) comprenant au moins 90% en poids de sesquioxydes de lanthanide. L'enrobage est constitué de polysiloxanes fonctionnalisés permettant le greffage de ligands biologiques. Dans certains modes de réalisation, le coeur peut être constitué à au moins 80% en poids de Y203 ou Gd203. La présence de gadolinium dans les nanoparticules permet avantageusement l'utilisation de ces nanoparticules comme agent de contraste pour l'IRM ou pour la destruction des cellules cibles (par hyperthermie) ou pour la thérapie basée sur la capture de neutrons. A titre d'exemples de ligands biologiques, il est suggéré de greffer sur les nanoparticules, des nucléotides, des sucres, des vitamines, la biotine, la streptavidine, ou toute autre molécule organique présentant un intérêt pour la vectorisation biologique. La demande de brevet WO 2009/053644 décrit également des nanoparticules à base de lanthanides (gadolinium en particulier) et leurs utilisations comme agents radio- sensibilisants. Elle divulgue l'utilisation de molécules organiques à la surface ou dans l'enrobage des nanoparticules, de sorte notamment à améliorer la biodistribution et favoriser les surconcentrations locales dans les zones tumorales. Différentes solutions ont été proposées en matière de fonctionnalisation des nanoparticules pour améliorer leur ciblage vers les tissus tumoraux. Par exemple, on a décrit dans Huang et al (2011, DOI : 10.1016/j .j conre1.2011.06.004), l'utilisation de nanoparticules inorganiques comme vecteur de ciblage. Chandra et Bahadur (2011, DOI : 10.1016/j .addr.2011.06.03) décrivent également des nanoparticules inorganiques ou hybrides et leurs applications thérapeutiques, notamment en thérapeutique anti-tumorale.

Il est également connu de l'art antérieur que certaines pathologies, et notamment certains cancers, entrainent une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes des tissus atteints. Theocharis et al. (2010, FEBS Journal, 3904-3923) proposent de cibler ces modifications pour le traitement des tumeurs. Il a maintenant été découvert que le greffage de certaines molécules ciblantes, dérivées d'ammoniums quaternaires, sur des nanoparticules de très petite taille, et comprenant un agent de contraste et/ou un agent radio-sensibilisant, permet de développer de nouveaux outils aux propriétés remarquables, notamment pour leurs applications en imagerie médicale ou comme agents de thérapie.

Objectifs et brève description de l'invention La présente invention vise à satisfaire au moins l'un des objectifs suivants : (i) proposer de nouvelles nanoparticules qui soient utiles notamment comme agents de contraste en imagerie (e.g. IRM) et/ou dans d'autres techniques de diagnostic et/ou comme agents de thérapie, et qui soient plus performantes que les nanoparticules de même type connues ; (ii) proposer de nouvelles nanoparticules à base de polymère silicique, de métaux (e.g. lanthanides, en particulier Gadolinium) et de chélatants, qui soient utiles notamment comme agents de contraste en imagerie (e.g. IRM) et/ou dans d'autres techniques de diagnostic et/ou comme agents de thérapie, et qui combinent à la fois une petite taille (par exemple inférieure à 20 nm) et un fort taux de charge en métaux (e.g. lanthanides, en particulier Gadolinium), en particulier pour avoir en imagerie (e.g. IRM) un fort rehaussement (lié par exemple à une forte relaxivité ri) et une réponse correcte (relaxivité accrue) aux hautes fréquences ; (iii) proposer de nouvelles nanoparticules à base de polymère silicique, de métaux (e.g. lanthanides, en particulier Gadolinium) et de chélatants, qui soient utiles notamment comme agents de contraste en imagerie (e.g. IRM) et/ou dans d'autres techniques de diagnostic et/ou comme agents de thérapie, et qui aient une bonne rigidité moléculaire appréciable en imagerie IRM, une excellente biocompatibilité ; une très bonne stabilité colloïdale en milieu biologique ; une accessibilité (la petite taille des particules leur permet d'accéder plus facilement aux zones d'intérêt) ; une efficacité toujours meilleure pour le ciblage thérapeutique, en particulier vis-à-vis des tumeurs ; et, qui montrent in vivo une bonne élimination rénale (clearance) et une biodistribution favorable et adaptée ; (iv) proposer de nouvelles nanoparticules à base de polymère silicique, de métaux (e.g. terres rares) et de chélatants, qui soient utiles notamment comme agents de contraste en imagerie (e.g. IRM) et/ou dans d'autres techniques de diagnostic et/ou comme agents de thérapie, et dont la toxicité liée aux métaux (e.g. terres rares) qu'elle contient soit réduite ; (v) proposer un nouveau procédé d'obtention de nanoparticules telles que celles visées dans les objectifs (i) à (iv) ci-dessus ; (vi) proposer de nouvelles suspensions de nanoparticules telles que celles visées dans les objectifs (i) à (iv) ci-dessus ; (vii) proposer de nouvelles compositions de diagnostic, de contraste en imagerie (e.g. IRM), de thérapie ou de marquage cellulaire, à base des nanoparticules telles que celles visées dans les objectifs (i) à (iv) ci-dessus. 15 Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne dans un premier de ses aspects, des nanoparticules, caractérisées (i) en ce qu'elles comprennent chacune a. un agent de contraste et/ou radio-sensibilisant, 20 b. un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, constitué d'une molécule ciblante, greffée en surface de la nanoparticule, ladite molécule ciblante étant choisie parmi des composés de formule (I) suivante : R1 xe ® A-M-N- R2 R3 25 (I) dans laquelle A représente une fonction appropriée pour le couplage covalent des molécules ciblantes aux nanoparticules, de préférence, -NH2, 30 -CO2H, -NCO, NCS, -COR4, -NHCOR4, ou encore -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, unp-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide, M représente une chaine alkylène (Ci-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de soufre, d'oxygène, un groupement -NR- où R représente un groupement alkyle C1-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, un groupement -NH-CO-NH-, un groupement -0O2-, un groupement -S0- ou un groupement -S02- ; R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des groupements alkyles (Ci-C6) linéaires ou ramifiés, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte, un hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué, par exemple par un groupement C1-C4 alkyle, un groupement C1-C4 alkoxy, ou un halogène ; et, X représente un halogénure ou un sulfonate ; et, (ii) en ce qu'elles sont de structure sphérique d'un diamètre moyen compris entre 1 et 50 nm, de préférence entre 1 et 30 nm, et encore plus préféré entre 2 et 5 nm.

Dans un deuxième aspect, l'invention vise un procédé d'obtention des nanoparticules telles que définies ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on synthétise des nanoparticules hybrides, comprenant (i) un oxyde et/ou un oxohydroxyde métallique (M), de terre rare, au moins en partie sous forme cationique Mn+ avec n compris entre 2 et 6, à titre d'agent de contraste ou radiosensibilisant, et éventuellement un dopant sous forme Din+ avec m compris entre 2 et 6 (ii) une matrice de polyorganosiloxane et (iii) un agent chélatant ou une molécule hydrophile comprenant au moins une fonction d'acide carboxylique; b) on synthétise des molécules ciblantes de formule (I) suivante : R1 y o ^ A-M-N- R2 R3 (I) dans laquelle A représente une fonction -NH2, -CO2H, -NCO, NCS, -COR4, -NHCOR4, -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, un p-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7- azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide, M représente une chaine alkylène (C1-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de soufre, d'oxygène, un groupement -NR- où R représente un groupement alkyle C1-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, un groupement -NH-CO-NH-, un groupement -0O2-, un groupement -S0- ou un groupement -S02- ; R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des groupements alkyles (Ci-C6) linéaires ou ramifiés, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte, un hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué par un groupement C1-C4 alkyle, un groupement C1-C4 alkoxy, ou un halogène ; et, X représente un halogénure ou un sulfonate ; c) on greffe les molécules ciblantes sur les nanoparticules en faisant réagir les fonctions acides ou amines des agents chélatants avec les fonctions A de couplage des molécules ciblantes ; d) éventuellement, on purifie les nanoparticules comprenant les molécules ciblantes greffées à leur surface.

Dans un troisième aspect, l'invention vise une suspension de nanoparticules et l'extrait sec d'une telle suspension. Dans un quatrième aspect, l'invention vise un liquide injectable comprenant ces nanoparticules.

Dans un cinquième aspect, l'invention vise : -> une composition d'aide au diagnostic, de préférence composition injectable utilisable comme agent de contraste, -> des nanoparticules selon l'invention et/ou obtenues par le procédé selon l'invention et/ou de la suspension selon l'invention et/ou préparées à partir de la matière solide selon l'invention pour leur utilisations pour le traitement des tumeurs ou autres pathologies associées à une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes, telles que le chondrosarcome, et en particulier comme radio-sensibilisant en radiothérapie.

Description détaillée de l'invention Définitions Les définitions des termes utilisés dans le cadre du présent exposé et énoncées ci-dessous, correspondent à une terminologie selon l'invention et ne sont données qu'à titre non limitatif. o AQ désigne les ammoniums quaternaires, molécules ciblantes proposées dans le cadre du présent exposé. o APTES désigne le (3-aminopropyl)triéthoxysilane. o BAPTA désigne l'acide 1,2 Bis-2-aminophénoxyéthane-N,N,N',N'-tétraacétique o DEG désigne le diéthylène glycol. o DMSO désigne le diméthylsulfoxyde. o DOTA-GA désigne l'acide 1,4,7,10-tétraazacyclododécane-1-glutaric anhydride-,4,7,10-triacétique. o DOTA désigne l'acide 1,4,7,10-tétraazacyclododécane-1,4,7,10-tétraacétique. o DOTA-NHS désigne l'acide 1,4,7,10-tétraazacyclododécane-1,4,7,10-tétraacétique N-hydroxysuccinimi de. o DTPA désigne l'acide diéthylènetriaminepentaacétique. o DTPABA désigne le dianhydride d'acide diéthylènetriaminepentaacétique. o DTTA désigne l'acide diéthylènetriamine tétraacétique. o EDTA désigne l'acide éthylènediamine tétraacétique. o EDC désigne le 1-éthy1-3-(3-diméthylaminopropyl)carbodiimide. o EGTA désigne l'acide éthylène glycol-acide bis(2-aminoethyléther)-N,N,N' ,N'-tétraacétique. o EXAFS désigne : "Extended X-Ray Absorption Fine Structure". o HOBt désigne l'hydroxybenzotriazole. o IRM désigne : "Imagerie par Résonance Magnétique". o NOTA désigne l'acide 1,4,7-triazacyclononane-N,N',N"-triacétique. o NHS désigne le N-hydroxysuccinimide. o NP désigne une nanoparticule. o PDT désigne : "photodynamic therapy". o PET désigne : "Positron Emission Tomography" ou scintigraphie PET. o PEG désigne le polyéthylène glycol. o POS désigne le polyorganosiloxane. o PPG désigne le polypropylène glycol. o SPECT désigne "Single Photon Emission Computed Tomography" ou scintigraphie SPECT. o TEOS désigne le tétraéthoxysilane. o TEM désigne la microscopie électronique en transmission. o XPS désigne : "X-ray photoelectron spectroscopy". o Un composé "hydrophile" désigne un composé ayant une forte affinité pour l'eau, par 'forte" on entend par exemple un composé qui puisse se dissoudre ou se disperser de façon homogène dans l'eau à température ambiante à plus de 100 grammes par litre de solution. o "alkyle", désigne une chaîne hydrocarbonée saturée, linéaire ou ramifiée, éventuellement substituée (e.g. par un ou plusieurs alkyles), de préférence de 1 à 10 atomes de carbone, par exemple de 1 à 8 atomes de carbone, mieux encore de 1 à 7 atomes de carbone. Des exemples de groupements alkyle sont notamment méthyle, éthyle, 1-propyle, 2-propyle, 1-butyle, 2-méthyl-l-propyle (i-Bu), 2-butyle (s-Bu), 2-méthyl-2-propyle (t-Bu). La partie alkyle du groupement alcoxy est telle que définie ci-dessus. o "cycloalkyle", désigne un groupement hydrocarboné saturé mono- ou polycyclique, de préférence mono- ou bicyclique, présentant préférablement de 3 à 10 atomes de carbone, mieux encore de 3 à 8. o "groupement hydrocarboné saturé polycyclique", désigne un groupement présentant deux ou plusieurs noyaux cycliques rattachés les uns aux autres par des liaisons n ou/et condensés deux à deux. Des exemples de groupements cycloalkyle polycycliques sont adamantane et norbornane. Des exemples de groupements cycloalkyle monocycliques sont cyclopropyle, cyclobutyle, cyclopentyle, cyclohexyle, cycloheptyle et cyclooctyle. o "aryle", désigne un groupement hydrocarboné aromatique, ayant de 6 à 18 atomes de carbone, monocyclique ou polycyclique et de préférence monocyclique ou bicyclique. Il doit être entendu que, dans le cadre de l'invention, par "groupement aromatique polycyclique", on entend un groupement présentant deux ou plusieurs noyaux aromatiques, condensés (orthocondensés ou ortho et péricondensés) les uns aux autres, c'est-à-dire présentant, deux à deux, au moins deux carbones en commun.

Ledit groupement hydrocarboné aromatique ("aryle") est éventuellement substitué par exemple par un ou plusieurs halogènes, par un ou plusieurs alkyles en Ci-C3, un ou plusieurs groupements hydrocarbonés halogénés (e.g. CF3), un ou plusieurs alcoxy (e.g. CH3O) ou un ou plusieurs groupements hydrocarbonés comprenant un ou plusieurs motifs cétone (e.g. CH3CO-). A titre d'exemple d'aryle, on peut mentionner les radicaux phényle ; naphtyle, phénantrényle, p-chlorophényle ; m-chlorophényle ; dichloro-3,5-phényle ; trichlorophényle ; tétrachlorophényle ; o-, p- ou m-tolyle ; a,a,a-trifluorotolyle ; xylyles comme diméthy1-2,3-phényle ; diméthyl-3,4-phényle. Ces groupements peuvent être éventuellement halogénés, ou bien encore être choisis parmi les radicaux cyanoalkyles. o Les halogènes sont par exemple le fluore, le chlore, le brome et l'iode, de préférence le chlore ou le fluore. o "arylalkyle" désigne un groupement alkyle tel que défini ci-dessus, substitué par un ou plusieurs groupements aryle sur sa chaîne hydrocarbonée, le groupement aryle étant tel que défini ci-dessus. Des exemples en sont benzyle, 2-phénylethan-l-yle, 2-phényléthène-1-yle, naphthylméthyle, 2-naphtyléthan-l-yle, 2-naphtyléthen-l-yle, naphtobenzyle, 2-naphtophényléthan-l-yle. o "alcényle" désigne une chaîne hydrocarbonée insaturée, linéaire ou ramifiée, substituée ou non, présentant au moins une double liaison oléfinique, et plus préférentiellement une seule double liaison. De préférence, le groupement "alcényle" présente de 2 à 10 atomes de carbone, mieux encore de 2 à 6. Un exemple préféré de groupement alcényle est le 2-butényle. o "alcynyle", désigne selon l'invention, une chaîne hydrocarbonée insaturée, linéaire ou ramifiée, substituée ou non, présentant au moins une triple liaison acétylénique, et plus préférentiellement, une seule triple liaison. De préference, le groupement alcynyle présente de 2 à 8 atomes de carbone, mieux encore de 2 à 6 atomes de carbone. A titre d'exemple, on peut citer le groupement 2-butynyle. o Par « hétérocycle azoté », on entend un dérivé d'un carbocycle saturé ou insaturé (éventuellement aromatique) pour lequel au moins un atome est remplacé par un azote. Nanoparticules de l'invention L'invention porte en premier lieu sur des nanoparticules, caractérisées (i) en ce qu'elles comprennent chacune a. un agent de contraste et/ou radio-sensibilisant, b. un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, constitué d'une molécule ciblante greffée en surface de la nanoparticule ; et, (ii) en ce qu'elles sont de structure sphérique d'un diamètre moyen compris entre 1 et 50 nm, de préférence entre 1 et 30 nm, et encore plus préféré entre 2 et 5 nm. La structure du greffon de fonctionnalisation est décrite au paragraphe suivant. Cette structure comprend une partie dérivée d'ammoniums quaternaires qui permet un ciblage actif des nanoparticules vers les tissus riches en protéoglycanes. La nanoparticule sert également de vecteur de l'agent radio-sensibilisant et/ou de l'agent de contraste, en fonction des applications visées. Ceux-ci peuvent être couplés à la nanoparticule par des couplages covalents, ou piégés par liaison non-covalente, par exemple par encapsulation ou interaction hydrophile/hydrophobes ou à l'aide d'un agent chélatant.

Selon l'invention, on utilisera avantageusement des nanoparticules de très faible diamètre. On sélectionnera des nanoparticules d'un diamètre moyen par exemple compris entre 1 et 50 nm, de préférence entre 1 et 30 nm, et encore plus préféré entre 2 et 5 nm. En effet, les particules de faibles dimensions présentent généralement une meilleure stabilité colloïdale et sont plus adaptées à des injections intraveineuses. En particulier, leur petite taille permet une meilleure diffusion depuis le compartiment vasculaire vers les tissus cibles, par un passage de la barrière capillaire non limité (dû à leur petite taille, par exemple inférieur à 30 nm, voire inférieure à 5 nm) et à une diffusion élevée à travers le liquide interstitiel, après injection intra-vasculaire. En outre, comme les tumeurs sont le plus souvent hypervascularisées et avec des vaisseaux plus perméables (par rapport aux tissus sains), on obtient un ciblage passif qui agit en synergie avec le ciblage actif des tumeurs lié à la présence des ammoniums quaternaires fixées sur les particules, comme attesté par les études d'imagerie en scintigraphie présentées (voir exemples).

La distribution de taille des nanoparticules est par exemple mesurée à l'aide d'un granulomètre commercial, tel qu'un granulomètre Malvern Zêta sizer Nano-S basé sur la PCS (Photon Correlation Spectroscopy). Cette distribution est caractérisée par un diamètre moyen.

Au sens de l'invention, par « diamètre moyen » on entend la moyenne harmonique des diamètres des particules. Une méthode de mesure de ce paramètre est également décrite dans la norme ISO 13321:1996.

La structure de l'agent de contraste ou de l'agent radio-sensibilisant sera déterminée en fonction de l'application souhaitée.

Pour l'imagerie en scintigraphie, les nanoparticules comprennent un isotope radioactif susceptible d'être utilisé en scintigraphie, et de préférence choisi dans le groupe constitué parI "In "mTc "Ga, "Cu. Dans une variante préférée, on choisira, à titre d'agent radio-sensibilisant ou d'agent de 10 contraste, un lanthanide. Pour les applications en imagerie par résonnance magnétique (IRM), les nanoparticules contiennent de préférence des cations métalliques de terre rare, par exemple un lanthanide, présentant un comportement magnétique tel que Gd ou Nd, et représentant au moins 10% 15 de l'ensemble des cations métalliques présents dans la particule. Avantageusement, et comme cela est bien connu, on pourra combiner l'utilisation des nanoparticules en thérapie et pour une détection in vivo en IRM, permettant par exemple, un monitorage d'une thérapie. Ainsi, dans un mode de réalisation préféré, les nanoparticules comprennent chacune, un agent de contraste ou radiosensibilisant, choisi parmi un lanthanide, un oxyde et/ou un oxohydroxyde de lanthanide, le lanthanide étant de préférence choisi parmi Gd, Dy, Lu, Yb, Gd, Ho, Eu, Tb ou leurs mélanges, et plus préférentiellement encore le gadolinium. De préférence, on choisira à titre d'agent radiosensibilisant uniquement des lanthanides, et incluant, au moins 50% en masse, de gadolinium (Gd), dysprosium (Dy) ou d'holmium (Ho) ou leurs mélanges, par exemple au moins 50% en masse de gadolinium. 30 Selon une variante, on utilisera des nanoparticules dans lesquelles, la partie contenant des lanthanides contient à sa périphérie des lanthanides provoquant un signal IRM, par exemple du gadolinium, et au moins un autre lanthanide dans sa partie centrale. Les lanthanides de fort numéro atomique absorbant les rayonnements étant alors préférentiellement situés au centre du coeur de la nanoparticule. 35 20 25 Enfin selon une autre variante, il est connu qu'un certain nombre de lanthanides présente des sections efficaces de capture de neutrons couplée avec une réaction fortement énergétique permettant leur utilisation dans des traitements par neutron-thérapie par exemple contre le cancer. On pourra choisir, si besoin est, dans la thérapie envisagée, un lanthanide présentant une section efficace de capture suffisante à cet effet, de façon à permettre également un traitement par neutron-thérapie. A cet effet, le choix du gadolinium '157 Gd) s'avère particulièrement intéressant et on utilisera des lanthanides comme agent de contraste constitués d'au moins 50% en masse de gadolinium. Ces agents de contraste ou radio-sensibilisants sont éventuellement protégés par un enrobage de nature organique, par exemple une matrice de polyorganosiloxane.

Un mode de réalisation préféré porte ainsi sur les nanoparticules hybrides de type coeur-coquille. On connait notamment des nanoparticules de type coeur coquille, à base d'un coeur constitué d'un oxyde de terres rares et d'une matrice de polyorganosiloxanes, éventuellement fonctionnalisée (voir notamment WO 2005/088314, WO 2009/053644).

Dans un mode de réalisation plus particulièrement préféré, les nanoparticules selon l'invention peuvent être caractérisées en ce qu'il s'agit de nanoparticules hybrides, et comprenant, chacune, - une matrice polyorganosiloxane (POS) incluant, à titre d'agent de contraste ou radio-sensibilisant, des cations Mn+ de terre rare, n étant un nombre entier compris entre 2 et 6, éventuellement en partie sous forme d'un oxyde et/ou d'un oxohydroxyde métallique (M), éventuellement associé à des cations dopants Dm+, m étant un nombre entier compris entre 2 et 6, de préférence une terre rare différente de M, un actinide et/ou un élément de transition ; - le cas échéant, un greffon de fonctionnalisation Cl chélatant qui est : * issu d'un chélatant Cl, * lié à la matrice POS par liaison covalente -Si-C-, * et en quantité suffisante pour pouvoir complexer tous les cations Mn+ et, le cas échéant, Dm+; le greffon Cl étant de préférence en excès par rapport aux cations Mn+ et, le cas échéant, Dm+; - un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, constitué d'une molécule ciblante dérivée d'ammonium quaternaire de formule (I) comme défini plus loin, greffée à la matrice POS ou au greffon de fonctionnalisation Cl chélatant.

Dans le cas d'une structure de type coeur-coquille, la matrice POS forme la couche superficielle entourant le coeur à base de cations métalliques. Son épaisseur peut alors aller de 0,5 à 10 nm, et représenter de 25 à 75% du volume total.

La matrice POS joue un rôle de protection du coeur vis-à-vis du milieu extérieur (notamment contre l'hydrolyse) et elle optimise les propriétés des agents de contrastes (luminescence par exemple). Elle permet également la fonctionnalisation de la nanoparticule, par le greffage des agents chélatants et des molécules ciblantes.

Avantageusement, le chélatant Cl est choisi parmi les produits suivants : o les produits du groupe des acides polycarboxyliques polyamines et leurs dérivés, et, plus préférentiellement encore dans le sous-groupe comprenant: DOTA, DTPA, EDTA, EGTA, BAPTA, NOTA et leurs mélanges ; o les produits du groupe comprenant porphyrine, chlorine, 1,10-phénanthroline, bipyridine, terpyridine, cyclam, triazacyclononane, leurs dérivés et leurs mélanges; o et leurs mélanges. Comme exemples préférés de chélatants, on peut citer ceux comprenant un motif DTPA, 20 DOTA, DTDTPA (DTPA dithiolé) ou un motif acide succinique. Si M est un lanthanide, Cl est avantageusement sélectionné parmi ceux qui présentent des propriétés complexantes des lanthanides, en particulier ceux dont la constante de complexation log(Kci) est supérieure à 15, préférentiellement 20. (e.g. le DTPA ou le 25 DOTA). En outre, en fonction de l'application visée, les nanoparticules sont éventuellement dopées par un autre cation métallique de terres rares ou d'actinides, par exemple un lanthanide, voire deux lanthanides différents, l'un au moins étant choisi parmi Eu et Tb. 30 Parmi les actinides, dans une variante appropriée pour des applications en thérapie liée à des réactions nucléaires, on choisira par exemple un radionucléide parmi Ac, Th, Pa, Np, U et Pu. 35 De préférence, M et D sont choisis dans les groupes d'éléments suivants : lanthanides, éléments de transition, actinides, éléments des colonnes lb, IIa, IIIa , IIIb, Va, VIb, VIIb, VIII de la classification périodique selon "The Merck Index - Eleventh edition" ; de préférence dans les sous-groupes comprenant : o les lanthanides suivants : Gd, Dy, Eu, Tb, Nd, Yb, Er, Ho, Lu ; o Ib : Cu, Ag, Au ; o IIa : Ca, Mg ; o IIIa : Ga, In ; o : Y ; o Va : Bi ; o VIb : Cr, Mo ; o VIIb : Mn, Tc ; o VIII : Fe, Ru, Pt, Rh, Ir. Gd, Dy conviennent bien e.g. pour des nanoparticules utiles comme agent de contraste en IRM. Eu, Tb, Nd, Yb, Er conviennent bien e.g. pour des nanoparticules utiles comme agent de fluorescence.

Ho, Lu conviennent bien e.g. pour des nanoparticules utiles comme agent de Curiethérapie. Lu, Yb, Gd, Ho conviennent bien e.g. pour des nanoparticules utiles comme agent de radio-sensibilisation. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, les cations Mn+ et/ou Dm+ sont localisés à la surface des nanoparticules. D'où il s'ensuit que ces cations sont proches de molécules d'eau et peuvent ainsi avoir notamment un effet important de rehaussement de contraste T1 en IRM. Cette amélioration des performances des nanoparticules suivant l'invention, est un témoin, parmi d'autres, de la localisation des cations Mn+ et/ou Dm+ à la surface.

Variante de nanoparticules ultrafines fonctionnalisées « sans coeur » Dans un mode de réalisation préféré, les nanoparticules sont obtenues à partir d'une nanoparticule précurseur comprenant: - un coeur comprenant un oxyde et/ou un oxohydroxyde métallique (M) de terre rare, au moins en partie sous forme cationique Mn+, n étant un nombre entier compris entre 2 et 6, éventuellement dopé par un dopant (D) présent au moins en partie sous forme cationique Dm+, m étant un nombre entier compris entre 2 et 6, de préférence une terre rare différente de M, un actinide et/ou un élément de transition ; - au moins une couche d'enrobage comprenant des polyorganosiloxanes (POS); et, éventuellement un surenrobage comprenant un agent chélatant Cl apte à complexer les cations M n+ ou une molécule hydrophile apte à assurer la mise en suspension aqueuse des nanoparticules; ladite nanoparticule précurseur étant soumise à une dissolution complète ou partielle du coeur M à l'aide d'un agent modificateur du pH et/ou d'un chélatant C2, identique ou différent à Cl, apte à complexer tout ou partie des cations Mn+ et Dm+, de sorte que le diamètre moyen de la nanoparticule ainsi obtenue est réduit à une valeur comprise entre 1 et 20 nm, de préférence entre 1 et 10 nm encore plus préférentiellement de 2 à 5 nm.

Ces nanoparticules sont ensuite couplées au greffon de fonctionnalisation issues de molécules ciblantes, telles que décrites au paragraphe suivant. Ces nanoparticules obtenues selon le mode décrit ci-dessus ne comprennent pas de coeur encapsulé par au moins un enrobage. Il en résulte des tailles observées comprises entre 3 et 15 5 nm. On parle alors de particules ultrafines. Une caractéristique essentielle de ces particules ultrafines vient de leur très petite taille, de l'ordre de quelques nanomètres. A ces très petites tailles (d'un diamètre moyen inférieur ou égal à, dans un ordre croissant de préférence 20; 18; 15; 12; 10; 8; 5; 3 nanomètres), les 20 particules présentent un comportement quasi moléculaire, permettant : une très bonne stabilité colloïdale en milieu biologique, une bio-distribution favorable avec une possibilité d'élimination par les voies naturelles adaptées, c'est à dire une bio-distribution rénale sans captation dans les organes vitaux, tout en présentant un temps de rétention plus long que celui de 25 complexes moléculaires, leur aspect plus massif permettant en outre d'éviter une diffusion trop importante, une meilleure accessibilité et efficacité pour le ciblage tumoral, une possibilité d'insérer une forte concentration d'élément actifs, c'est-à-dire obtenir un grand taux de chélatants Cl greffées sur et au sein de la matrice 30 polysiloxane et obtenir un rapport Cl sur silicium important, avantageusement supérieur ou égal à, dans un ordre croissant de préférence, 1; 5; 10; 20; 30; 40; 50 % en masse. Pour la recherche d'un signal donné ou d'un effet thérapeutique lié à l'élément complexé, ceci limite alors l'injection de l'élément exogène silicium, une possibilité d'insérer des molécules ciblantes sur la matrice et/ou couplées au 35 chélatant, et obtenir un rapport molécules ciblantes sur silicium de l'ordre de 1 pour 10 environ (par exemple 5 molécules pour une particule qui contient environ 30 atomes de silicium).

Dans un mode réalisation particulier, les nanoparticules ultrafines comprennent entre 0.5 et 10 molécules ciblantes par nanoparticule.

S'agissant de la taille, il peut être observé que ces nanoparticules sont également caractérisées par leur masse molaire (en kDa) supérieure ou égale à, dans un ordre croissant de préférence, 2, 3, 5, et inférieure ou égale à, dans un ordre croissant de préférence, 200, 100, 50, 20, 10.

Leurs très bonnes stabilités et compatibilités chimiques sont deux caractéristiques très importantes de ces nanoparticules. Leur squelette de base est formé de POS, c'est-à-dire majoritairement de composés comprenant Si, C, H, O et N, base des silicones, composés réputés pour leur très bonne compatibilité biologique et leur faible toxicité. Les éléments actifs supplémentaires, comme les cations métalliques sont eux insérés au sein des particules par complexation grâce à des molécules stables et reconnues fiables pour les applications biologiques. La concentration résiduelle en ions libres peut alors être contrôlée et maintenue bien en dessous des seuils de toxicité critiques. Les échanges de cations complexés avec des cations endogènes peuvent être également contrôlés par utilisation au sein d'une même particule d'une partie des fonctions chélatantes C'. La possibilité d'ajout sur les nanoparticules de complexant libres (e.g. C2) de cations métalliques permet d'assurer que la libération accidentelle de M (e.g. du gadolinium) voire de D, puisse être immédiatement compensée par la complexation par un autre chélatant réduisant ainsi les risques de toxicité liée à la nature du gadolinium.

Ces nanoparticules de POS peuvent comprendre une forte densité de greffons chélatants Ci liés (ou non C2) de façon covalente au squelette (matrice) de POS. De préférence, les greffons chélatants Cl et/ou C2 sont présents dans les nanoparticules en quantité telle que tout ou partie des ions, en particulier les cations Mn+ voire Dm+ ne sont pas libres mais sont complexés. Mieux encore, le pourcentage massique des éléments M et D impliqués dans des liaisons M-O-M ou M-O-D ou D-O-D ou M-O-Si ou D-O-Si, par rapport au nombre total d'éléments M et D, inférieur ou égal à, dans un ordre croissant de préférence 10; 5; 2, 1; 0,5; 10-1; 10-2; 10-3.

Le nombre de chélatants Cl et/ou C2 dans les nanoparticules est supérieur au nombre de cations restants Mn+ et/ou de Dm+, voire d'autres cations (e.g. Ca++, Mg+) éventuellement ajoutés en plus des 1\411+ et/ou de Dm+.

Ce pourcentage de liaisons (oxydes) M-O-M ou M-O-D ou D-O-D ou M-O-Si ou D-O-Si peut être mesuré par les techniques connues de type EXAFS, XPS, spectroscopie vibrationnelle, microscopie électronique en transmission couplée à des analyses structurales etc. Cette mesure permet d'évaluer le nombre de liaisons spécifiques du coeur, cette mesure permet une mesure quantitative de la présence ou non du coeur, elle permet aussi d'évaluer les espèces M ou D qui pourraient facilement se dissoudre et se retrouver sous forme 10 ionique en solution. Les chélatants Cl peuvent être greffés en surface des particules de polysiloxane ou directement insérés au sein de la matrice POS. Une partie ou la totalité de ces chélatants sont destinés à complexer des cations Mn+ (e.g. du gadolinium) voire Dm+. Une autre partie 15 de ces chélatants peut servir à la complexation de cations endogènes pour assurer une bonne compatibilité avec les milieux biologiques rencontrés. De préférence, au moins 1% et de préférence au moins 10% des chélatants C' ne sont pas complexés par des cations Mn+, voire ni Dm+ L'un des intérêts majeurs des nanoparticules ultrafines selon l'invention, est que M et /ou D puisse être un agent actif en imagerie (e.g. un agent de contraste) et/ou en thérapie, le greffon de fonctionnalisation issues de molécules d'ammoniums quaternaires permettant le ciblage des tissus riches en protéoglycanes, par exemple des tissus tumoraux. En effet, M/Mn+ (e.g. du gadolinium) voire D/Dm+ présentent des propriétés remarquables pour des applications biologiques en imagerie et/ou en thérapie, comme par exemple des propriétés magnétiques, fluorescentes, radioactives (élément de numéro atomique élevé) ou radiosensibilisantes (X, gamma, béta, neutron). Ces nanoparticules peuvent donc être utilisées comme agent de contraste dans des systèmes d'imagerie comme : l'IRM, la scintigraphie SPECT, la scintigraphie PET, l'imagerie par fluorescence, les scanners X. 35 Outre la fonctionnalisation chélatante C', ces nanoparticules peuvent être modifiées (fonctionnalisation) en surface par des composés hydrophiles (PEG) et/ou chargées 20 25 30 différemment pour adapter leur bio-distribution au sein de l'organisme et/ou permettre un bon marquage cellulaire, en particulier pour le suivi des thérapies cellulaires. En outre, elles sont fonctionnalisées en surface par le greffon de fonctionnalisation issue de molécules dérivées d'ammoniums quaternaires, pour accéder préférentiellement à certaines zones d'intérêt de l'organisme, en particulier aux zones tumorales. De cette façon, on concentre l'agent porté par ces nanoparticules, dans la zone d'intérêt sans avoir à augmenter de manière très importante les quantités injectées comme c'est le cas actuellement.

La fonctionnalisation peut se faire également par des composés comportant un autre principe actif PA1 et/ou des composés luminescents (fluorescéine). Il en résulte des possibilités d'utilisations thérapeutiques comme agent radiosensibilisant en combinaison avec des radiothérapies, des neutronthérapies, comme agent radioactif pour 15 des traitements de curiethérapie, comme agent pour la PDT (photodynamic therapy) ou comme agent de vectorisation de molécules à effet thérapeutique. Une autre caractéristique de ces nanoparticules ultrafines est le maintien du caractère rigide des objets et de la géométrie globale des particules après injection. Cette forte rigidité 20 tridimensionnelle est assurée par la matrice polysiloxane, où la majorité des siliciums sont liés à 3 ou 4 autres atomes de silicium via un pont oxygène. La combinaison de cette rigidité avec leur petite taille permet d'augmenter la relaxivité de ces nanoparticules pour les fréquences intermédiaires (20 à 60 MHz) par rapport aux composés commerciaux (complexes à base de Gd-DOTA par exemple), mais aussi pour des fréquences supérieures 25 à 100 MHz présentes dans les IRM haut champ de nouvelle génération. Cette rigidité, non présente dans les polymères, est aussi un atout pour la vectorisation et l'accessibilité des molécules ciblantes. 30 Par ailleurs, il doit être souligné que la biocompatibilité de ces nanoparticules n'est pas la moindre de leurs qualités. De préférence, les nanoparticules selon l'invention, et en particulier selon le présent mode de réalisation, ont une relaxivité r1 par ion Mn+ est supérieure à 5 mM-1(d'ion Mn+).s-1 35 préférentiellement 10 mM-1(d'ion Mn+).s-1 pour une fréquence de 20 MHz. Mieux encore, ces nanoparticules ont une relaxivité r1 par ion Mn+ à 60 MHz qui est supérieure ou égale à la relaxivité r1 par ion Mn+ à 20 MHz. La relaxivité r1 considérée ici est une relaxivité par ion Mn+ (par exemple gadolinium). ri est extrait de la formule suivante : 1/Ti = [1/Tde. + ri[Mn+]. Les molécules ciblantes dérivées d'ammoniums quaternaires Selon une caractéristique essentielle des nanoparticules selon l'invention, celles-ci comportent, chacune, un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, issu du couplage d'une molécule ciblante de formule (I) R1 xe ® A-M-N-R2 R3 10 (I) dans laquelle A représente une fonction appropriée pour le couplage covalent des molécules ciblantes aux nanoparticules, de préférence, -NH2, 15 -CO2H, -NCO, NCS, -COR4, -NHCOR4, ou encore -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, unp-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide ; 20 M représente une chaine alkylène (C1-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de soufre, d'oxygène, un groupement -NR- où R représente un groupement alkyle Ci-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, 25 un groupement -NH-CO-NH-, un groupement -0O2-, un groupement -S0- ou un groupement -S02- ; R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des groupements alkyles (Ci-C6) linéaires ou ramifiés, un groupement alkylaryle, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte, un 30 hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué, par5 exemple par un groupement Ci-C4 alkyle, un groupement C1-C4 alkoxy, ou un halogène ; et, X représente un halogénure ou un sulfonate.

Certaines de ces molécules dérivés d'ammoniums quaternaires ont également été décrites dans la demande WO 01/00621. Dans un mode de réalisation spécifique, M représente une chaine alkylène (C1-C6) linéaire ou ramifiée, un groupement -NR-(CH2)m- (dans lequel R est tel que défini précédemment).

Dans une autre variante, R1, R2 ou R3 représente en particulier, un groupement arylalkyle choisi parmi le benzyle, 2-phényléthan-l-yle, 2-phényl éthèn-l-yle, naphtylméthyle, 2-naphtyl éthan-l-yl e, 2-naphtyléthèn-l-yle, naphtobenzyle, 2-naphtophényléthan-l-yle.

Dans un autre mode de réalisation, R1, R2 ou R3 représente en particulier, un groupement alkyle choisi parmi le méthyle, l'éthyle, le 1-propyle, 2-propyle, 1-butyle, 2-méthyl-l-propyle (i-Bu), 2-butyle (s-Bu), 2-méthyl-2-propyle (t-Bu). Alternativement, à titre d'exemples spécifiques, R1, R2 et R3 forment un hétérocycle azoté saturé, choisi parmi la pipéridine, la pyrrolidine ou la morpholine. R1, R2 et R3 peuvent également former un hétérocycle azoté insaturé, par exemple avec un seul noyau hétéroaromatique, comme la pyridine, la pyrazine, la pyridazine ou la pyrimidine, ou encore avec un noyau hétéroaromatique bicyclique, choisi parmi le pyridofurane, pyridothiophene, imidazopyridine, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, quinazoline, phtazaline, cinnoline ou naphtyridine, ou encore avec un noyau hétéroaromatique tricyclique, tel que la benzoquinoline, benzoisoquinoline, acridine, phénantridine, phénanthroline ou phénazine. Dans un autre mode de réalisation particulier, à la formule (I), les groupements R1, R2 et R3 30 sont choisis de sorte qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte un cycle pyridine ou pipéridine, et dans ce dernier cas, l'un de ces groupements représente un groupement alkyle (Ci-C6) linéaire ou ramifié. Dans des modes de réalisation préférés, la molécule ciblante est choisie dans le groupe 35 constitué par le dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium, le dichlorure de 2-triéthylammonioéthylammonium, et le dichlorure de 3-triéthylammoniopropylammonium.

Les molécules ciblantes sont greffées en surface de la nanoparticule et/ou au sein de l'enrobage. On pourra utiliser un couplage classique avec des groupes réactifs présents, éventuellement précédé d'une étape d'activation. Les réactions de couplage sont connues 5 de l'homme du métier et seront choisies en fonction de la structure de la couche superficielle de la nanoparticule et des groupements fonctionnels A de la molécule ciblante. Voir par exemple, « Bioconjugate Techniques », G.T Hermanson, Academic Press, 1996, dans « Fluorescent and Luminescent Probes for Biological Activity », Second Edition, W.T. Mason, ed. Academic Press, 1999. Des méthodes de couplage préférées sont décrites 10 plus loin. De préférence, ces molécules ciblantes sont greffées aux agents chélatants de nanoparticules selon la variante des nanoparticules ultrafines « sans coeur » telle que décrite au paragraphe précédent. 15 Formule générale Les nanoparticules selon l'invention, et en particulier selon la variante des nanoparticules « ultrafines », sont également caractérisées par la formule générale suivante: 20 [R]b Si [0], [On 11VIn+1, [D'If [GPI avec : - C' sont des greffons de fonctionnalisation formés par des radicaux hydrocarbonés monovalents, identiques ou différents entre eux, chélatants et reliés chacun au Si par une liaison Si-C ; 25 - R sont des radicaux monovalents, identiques ou différents entre eux, constituant un greffon de fonctionnalisation relié au Si par une liaison Si-C, et comprenant de préférence un groupe hydrophile et au moins un atome N ou 0 ; - Mn+sont des cations métalliques identiques ou différents entre eux avec n=2 à 6 ; - Dm+sont des cations métalliques identiques ou différents entre eux avec m=2 à 6 ; 30 - GC sont les greffons de fonctionnalisation issues des molécules ciblantes dérivées d'ammonium quaternaires et reliés chacun à un greffon de fonctionnalisation Ci et/ou au Si par une liaison Si-C; - a supérieur ou égal à 0,01 et inférieur ou égal à 0,8 ; avec de préférence a > d + e; 35 - b inférieur ou égal à 0,7 ; - c supérieur ou égal à 0,5 et inférieur à 1,9 ; - g supérieur ou égal à 0 et inférieur à 0,3 ; - e+f supérieur ou égal à 0,01 et inférieur ou égal à 0,8 ; - e+f inférieur ou égal à a ; - a+b+2c+d+g =4 ; - a+b+g compris entre 0,25 et 0,95.

Les radicaux hydrocarbonés monovalents sont e.g. des alkyles, des cycloalkyles, des aryles, des arylalkyles, des alcényles ou des alcynyles. Le rapport atomique [(M/Si) * 100] est un autre paramètre représentatif des nanoparticules 10 selon la variante des nanoparticules ultrafines. Ainsi, ces nanoparticules sont-elles caractérisées par un rapport de % atomique [(M/Si) x100] compris entre 10 et 60, de préférence entre 25 et 40. De préférence, 1 à 80%, et de préférence 20 à 60%, des siliciums de la matrice POS des 15 nanoparticules sont liés, par liaison silane Si-C, à au moins un chélatant Cl. En d'autres termes, 25 à 95% et de préférence de 40 à 60% des atomes de silicium de la matrice POS sont liés de façon covalente à un atome de carbone. 20 Avantageusement, au moins 20; 25; 30; 35; 40; 45; 50; 60%, selon un ordre croissant de préférence, des siliciums de la matrice POS des nanoparticules sont liés, par liaison silane Si-C, à au moins un groupement de fonctionnalisation chélatant C'. Dans un mode de réalisation spécifique, où chacune des nanoparticules comprend au moins 25 une couche externe comprenant un greffon de fonctionnalisation chélatant Cl greffé à la surface de la matrice POS; il est prévu qu'entre 1 et 80%, idéalement 20 et 60% des atomes de silicium, sont liés par des liaisons Si-C au greffon de fonctionnalisation chélatant C'. Dans un mode de réalisation préféré, la molécule ciblante est greffée au greffon de 30 fonctionnalisation Cl chélatant. Composés hydrophiles Selon une variante de l'invention, les greffons de fonctionnalisation peuvent comprendre en 35 outre des composés hydrophiles choisis dans le groupe des polyols, de préférence dans le sous-groupe comprenant les glycols, les sucres et leurs mélanges; les dextranes, le PEG et le PPG étant particulièrement préférés.

Suivant une alternative, ces composés hydrophiles peuvent être choisis parmi ceux qui ont des masses molaires inférieures à 2.000 g/mol, de préférence inférieures à 800 g/mol. On donne ci-après des exemples de composés hydrophiles, avec leur masse molaire (Mw) 5 préférée - Poly(éthylèneglycol)bis(carboxyméthyl)éther (PEG), 250< Mw<2000 g.mo1-1 ; - Polyoxyéthylène bis(amine), 250< Mw<2000 g.mo1-1 ; - O-Méthyl-O'-succinylpolyéthylèneglycol, Mw de l'ordre de 2000 g.mol-1 ; - Méthoxypolyéthylèneglycolamine Mw de l'ordre de 750 g.mo1-1; 10 - Acide succinique et mercaptosuccinique ; - Sucres, en particulier le glucose et ses dérivés, par exemple les dextranes ; - Acides aminés ou peptides hydrophiles (acide aspartique, acide glutamique, lysine, cystéine, sérine, thréonine, glycine...) ; - Et leurs mélanges. 15 Plus généralement, les composés hydrophiles comprennent 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 du POS de la matrice. Dans un autre mode réalisation, les nanoparticules selon l'invention ne comprennent pas de composés hydrophiles greffés à leur surface de types polyols. Procédé d'obtention des nanoparticules selon l'invention D'une façon générale, l'homme du métier pourra aisément fabriquer des nanoparticules utilisées selon l'invention. Plus précisément, on notera les éléments suivants : Pour des nanoparticules de type coeur-coquille, à base d'une coeur d'oxyde ou 30 d' oxohydroxyde de lanthanides, on pourra utiliser un procédé de fabrication utilisant un alcool comme solvant, comme décrit par exemple dans P. Perriat et al., J. Coll. Int. Sci, 2004, 273, 191 ; O. Tillement et al., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076 et P. Perriat et al., J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 4038. 35 Pour la matrice POS, 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 comme décrit dans Louis et al (Louis et al., 20 25 2005, Chemistry of Materials, 17, 1673-1682) ou la demande internationale WO 2005/088314. Dans un mode de réalisation préféré, un procédé d'obtention des nanoparticules telles que 5 définies ci-dessus, est caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on synthétise des nanoparticules hybrides, comprenant (i) un oxyde et/ou un oxohydroxyde métallique (M), de terre rare, au moins en partie sous forme cationique Mn+ avec n compris entre 2 et 6, à titre d'agent de contraste ou radiosensibilisant, et éventuellement un dopant sous forme Dm+ avec m compris 10 entre 2 et 6, (ii) une matrice de polyorganosiloxane et (iii) un agent chélatant ou une molécule hydrophile comprenant au moins une fonction d'acide carboxylique; b) on synthétise des molécules ciblantes de formule (I) suivante : R1 y ® A-M-N- R2 R3 (I) dans laquelle 15 A représente une fonction -NH2, -CO2H, -NCO, NCS, - COR4, -NHCOR4, -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, un p-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole 20 ou un N-hydroxyimide, tel que le N-hydroxy- succinimide ; M représente une chaine alkylène (Ci-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de 25 soufre, d'oxygène, un groupement -NR- où R représente un groupement alkyle C1-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, un groupement -NH-CO-NH-, un groupement -0O2-, un groupement -S0- ou un groupement -S02- ; 30 R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des groupements alkyles (C1-C6) linéaires ou ramifiés, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte, un hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué par un groupement Ci-C4 alkyle, un groupement C1-C4 alkoxy, ou un halogène ; et, X représente un halogénure ou un sulfonate ; c) on greffe les molécules ciblantes sur les nanoparticules en faisant réagir les fonctions acides ou amines des agents chélatants avec les fonctions A de couplage des molécules ciblantes ; d) éventuellement, on purifie les nanoparticules comprenant les molécules ciblantes greffées à leur surface.

L'étape (a) de ce procédé consiste plus précisément en pratique à former une nanoparticule de type coeur/coquille avec un coeur d'oxyde de lanthanide (par voie polyol modifiée) et une coquille de polysiloxane (par sol/gel), cet objet a par exemple une taille aux alentours de 10 nm (préférentiellement 5 nanomètres). Un coeur d'oxyde de lanthanide de taille très petite (adaptable inférieure à 10 nm) peut ainsi être élaboré dans un alcool par un des procédés décrits dans les publications suivantes (P. Perriat et al., I Coll. Int. Sci, 2004, 273, 191 ; O. Tillement et al., I Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076 et P. Perriat et al., I Phys. Chem. C, 2009, 113, 4038).

Ces coeurs peuvent être enrobés par une couche de polysiloxane en suivant par exemple un protocole décrit dans les publications suivantes (C. Louis et al., Chem. Mat., 2005, 17, 1673 et O. Tillement et al., I Am. Chem. Soc., 2007, 129, 5076). On greffe à la surface du polysiloxane des chélatants spécifiques des cations métalliques 25 visés ; on peut également en insérer une partie à l'intérieur de la couche mais le contrôle de la formation du polysiloxane est complexe et le simple greffage extérieur donne, à ces très faibles tailles, une proportion de greffage suffisante. On sépare les nanoparticules des résidus de synthèse par une méthode de dialyse ou de 30 filtration tangentielle, sur une membrane comportant des pores de taille adaptée. Dans un mode de réalisation préféré dit des nanoparticules ultrafines, le coeur est détruit par dissolution (par exemple en modifiant le pH ou en apportant des molécules complexantes dans la solution). Cette destruction du coeur permet alors un éparpillement de la couche de 35 polysiloxane (selon un mécanisme d'effondrement ou de corrosion lente), ce qui permet d'obtenir en final un objet en polysiloxane de morphologie complexe dont les dimensions caractéristiques sont de l'ordre de grandeur de l'épaisseur de la couche de polysiloxane, c'est-à-dire beaucoup plus petit que les objets jusqu'à présent élaborés. On obtient également une forte teneur en greffon chélatants C' puisque les chélatant Cl sont greffés initialement à la surface du polysiloxane et qu'à ces très faibles tailles la surface concerne une très forte proportion de la matière de la particule, le rapport surface sur volume varie en 5 fonction de la taille en 1/r (rayon). Au cours du mécanisme d'effondrement de cette structure d'autres complexes peuvent se fixer également jusqu'à saturation sur les surfaces « fraîches » nouvellement formées. On atteint ainsi des teneurs en complexants largement supérieures à celles qui auraient été obtenues par une classique fonctionnalisation de surface de particules de silice plus fines, sous réserve de la disponibilité de telles particules. 10 Le fait de retirer le coeur permet ainsi de passer d'une taille de particules d'environ 5 nanomètres de diamètre à une taille d'environ 3 nanomètres. De plus, cette opération permet d'augmenter le nombre de M (e.g. gadolinium) par nm3 en comparaison d'une nanoparticule de polysiloxane théorique de même taille mais comprenant du M (e.g. 15 gadolinium) uniquement en surface. Le nombre de M pour une taille de nanoparticule est évaluable grâce au rapport atomique M/Si mesuré par EDX. 20 A l'étape b) on synthétise la molécule ciblante en choisissant en particulier le groupement fonctionnel A en fonction de la méthode de greffage retenue pour le couplage covalent à la nanoparticule à l'étape c). Dans un mode de réalisation préféré, A est choisi parmi une fonction -NH2, -CO2H, 25 -COR4, R4 étant choisi parmi un halogène, un p-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide. D'une manière générale, ces groupements permettent le couplage par liaison peptidique sur 30 avec un constituant organique de la nanoparticule, comme décrit par exemple dans Montalbetti, C.A.G.N, Falque B. Tetrahedron 2005, 61, 10827-10852. D'autres groupements peuvent être utilisés comme les groupements -NHCOR4, -NHCSR4, -NCO ou -NCOS, conduisant à la formation d'urée ou de thiourée. 35 Enfin, on pourra utiliser une méthode de couplage utilisant la « click chemistry » Jewett, J.C.; Bertozzi, C.R. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1272-1279, et faisant intervenir des groupements du type : -N3, -CN, -CaCH, ou l'un des groupements suivants : labi X-N N N NON X = CH2, CO N N/\ > Dans un mode de réalisation spécifique, la nanoparticule selon l'invention comprend un chélatant présentant une fonction acide, par exemple le DOTA. On procède à l'activation de la fonction acide de la nanoparticule, par un exemple à l'aide d'EDC/NHS (1-éthy1-3-(3- diméthylaminopropyl)carbodiimide / N-hydrosuccinimide) en présence d'une quantité appropriée de molécules ciblantes. Les nanoparticules ainsi greffées sont ensuite purifiées, par exemple par filtration tangentielle.

Produits dérivés des nanoparticules L'invention a également pour objet : - Une suspension de nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra. - Une suspension de nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra, caractérisée en ce qu'elle comprend du chélatant C' libre d'ions Mn+ ou Dm+. - Une matière solide obtenue par élimination du liquide, de préférence par lyophilisation de la suspension de nanoparticules telles que définies ci- dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra. - Un liquide injectable comprenant des nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra, et/ou de la suspension de ces nanoparticules et/ou préparé à partir de la matière solide susvisée.

Applications L'invention se rapporte également à : - une composition d'aide au diagnostic, de préférence composition de contraste, caractérisée en ce qu'elle comprend des nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra et/ou de la suspension susvisée et/ou préparé à partir de la matière solide définie ci-dessus, et éventuellement un véhicule pharmaceutiquement acceptable. - une composition thérapeutique caractérisée en ce qu'elle comprend des nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra et/ou de la suspension susvisée et/ou préparé à partir de la matière solide définie ci-dessus. - des nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra et/ou de la suspension susvisée et/ou préparée à partir de la matière solide définie ci-dessus, pour son utilisation pour le traitement de pathologies impliquant une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes, en particulier des cancers (par exemple le chondrosarcome) ou des maladies dégénératives du cartilage, les pathologies vasculaires liées à une dégénérescence mucoïde, par exemple l'anévrysme, la dissection aortique ou le syndrome de Marfan. - des nanoparticules telles que définies ci-dessus et/ou obtenues par le procédé décrit supra et/ou de la suspension susvisée et/ou préparée à partir de la matière solide définie ci-dessus, pour son utilisation en imagerie et ou diagnostic médical, pour la détection de pathologies impliquant une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes, en particulier des cancers (par exemple le chondrosarcome) ou des maladies dégénératives du cartilage, les pathologies vasculaires liées à une dégénérescence mucoïde, par exemple l'anévrysme, la dissection aortique ou le syndrome de Marfan. Du fait de leur propriété de ciblage des tissus riches en protéoglycanes, les nanoparticules selon l'invention sont naturellement appropriées pour leur utilisation en imagerie médicale pour toute pathologie impliquant une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes, en particulier pour la détection des tumeurs (par exemple le chondrosarcome), des pathologies dégénératives du cartilage, des pathologies vasculaires liées à une dégénérescence mucoïde, par exemple, pour la détection de l'anévrysme, de la dissection aortique, ou du syndrome de Marfan.

En association avec un agent radio-sensibilisant, les nanoparticules sont utiles pour le traitement des tumeurs par irradiations X ou gamma, par exemple du chondrosarcome.

L'invention a donc également pour objet une composition pharmaceutique injectable, comprenant des nanoparticules comme définies ci-dessus, éventuellement en combinaison avec un véhicule pharmaceutiquement acceptable et/ou d'autres principes actifs ou agents de contraste. Légendes des figures La figure 1 illustre la captation des nanoparticules fonctionnalisées avec un ammonium quaternaire et marquées à l'indium-111 sur les cellules HEMC-SS (A) et SWARM (B). (A et C: histogramme gauche : nanoparticules quaterniséesiiiIn-J68-2, histogramme droite : nanoparticules de référence 111In-AM17, B et D: histogramme gauche : nanoparticules quaterniséesiiiIn-J80-2 histogramme central : 3 histogramme droite : nanoparticules de référence 111In-AB145B) La figure 2 illustre les résultats de l'étude cinétique par imagerie scintigraphique chez la souris SCID xénogreffée avec la lignée HEMCSS pour la nanoparticule non fonctionnalisée iin_Amt7 (2A) à comparer avec la nanoparticule fonctionnalisée J68-2 (2B) La figure 3 montre le ratio tumeur/muscle obtenu pour les nanoparticules fonctionnalisées selon l'invention (111In-J68-2, 111In-J80-2 et H1111480_3) comparativement aux nanoparticules non fonctionnalisées (min_Amt 7 et min_AB145B) La figure 4 présente le ratio tumeurs/muscle obtenu avec le modèle rat SRC pour le contrôle ("In-AB145B, histogramme gauche), et les nanoparticules 111In-J80-2 et "In- J80-3 (histogramme central et droit respectivement) Exemples Les tailles moyennes des nanoparticules indiquées ont été mesurées par DLS (Dynamic Light Scattering) et correspondent à leur diamètre hydrodynamique. Exemple 1 : Synthèse des molécules ciblantes (exemple de vecteur pyridinique) Matériels et méthodes Les points de fusion ont été réalisés sur un appareil à capillaire electrothermal IA9300 ou un banc Koffler (Reichert-Jung-Koffler WME, Wagner & Munz, München, Allemagne).

Les spectre RMN 200 MHz pour le 1E1 ou 50 MHz pour le 13C ont été réalisés sur un spectrophotomètre Bruker Avance 200 (Bruker Biospin, Wissembourg, France). Les déplacements chimiques se référent au tétraméthylsilane. Les spectres Infra Rouge ont été réalisés sur un spectrophotomètre FT vector 22 (y en cm-5 1). Les spectres de masse par ionisation électrospray (ESI-MS) ont été obtenus sur un TSQ 7000 ThermoQuest Finnigam (Les Ulis, France). Les échantillons ont été analyses en mode positif en solution dans un mélange CH3CN/H20 (1/1, v/v, contenant 1% HCOOH) à une concentration finale de 8-12 pmolffit. Chaque spectre ESI-MS résulte de la moyenne de 10 expériences. Les analyses élémentaires ont été réalisées au laboratoire analytique du 10 CNRS (Vernai son, France). Schéma général d'obtention des molécules ciblantes.' O Br G H2N-(CH2),Br , HBr +CNR N-(CH2)n-N1-12 HBr , reflux ICF01062: R = H, n= 3 O Et.Et G I - N-(CH2),-NHAc Et-i\l-(CH2)n-NHAc Et. Et ICF01065: n = 2 ICF01071: n = 3 Et, N-(CH2)11-N H2 Et n = 2 n = 3 ICF01064: n = 2 ICF01070: n = 3 iv Et O Cl O Et-HCH2)n-NH2 , HCI Et ICF01066: n = 2 ICF01072: n = 3 'Conditions: (i) acétonitrile, reflux. (ii) anhydride acétique, pyridine, 5 °C. (iii) iodoéthane, 15 éthanol, reflux. (iv) (a) chlorure d'argent (I), 5% HC1 aq. (b) conc. HC1, reflux.

Protocole de synthèse du dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium (ICF01062). G ,0 Br ( pCH2CH2CH21\11-12 , HBr ICF01062 Ce composé a été obtenu suivant la procédure décrite par Steullet et al. (I Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1999, 2, 1547-1558). Brièvement, à une solution de bromure de 35 bromopropylammonium (500 mg, 2.28 mmol) dans l'acétonitrile anhydre et sous argon est ajouté goutte à goutte de la pyridine (1 mL, 12.4 mmol). Le milieu réactionnel est agité à reflux pendant 5 h. Après retour à température ambiante, le précipité formé est collecté par filtration, lavé par l'éther diéthylique anhydre (10 mL) et séché une nuit au dessiccateur sous vide pour conduire au dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium (ICF01062) 10 sous 1 forme d'un solide blanc (534 mg, 1,79 mmol). Rendement 78%. Point de fusion 172-174 °C (litt. 176.5-177.5 °C). IR (KBr) v 3550-3300, 3100-2800, 1632, 1489, 1175 cm-1. RMN 1H (DMSO-d6) S 2,24 (quint, 2H, J = 7,1 Hz), 2,85 (t, 2H, J = 7,1 Hz), 4,76 (t, J = 15 7,1 Hz), 7,96 (brs, 3H), 8,20 (t, 2H, J = 7 Hz), 8,64 (t, 1H, J = 7,5 Hz), 9,17 (d, 2H, J = 6 Hz). NMR 13C (DMSO-d6) S 28,6, 35,5, 57,6, 128,3 (2C), 144,8 (2C), 145,8. ESI-SM m/z 137,00 [M+H]+. Analyse élémentaire calculée pour C8F114Br2N3 C: 32,24; H: 4,74; Br: 53,62; N: 9,40. 20 Trouvée: C: 32,05; H: 4,95; Br: 53,38; N: 9,39. Protocole de synthèse du dichlorure de 2-(triéthylammonio)éthylammonium (ICF01066). Ce compose a été obtenu en trois étapes suivant la procédure décrite par Price et al. (Price, 25 1 Am. Chem. Soc. 1965, 87, 650-655) pour la synthèse du dichlorure 2- (triméthylammonio)éthylammonium.

Etape 1: Synthèse de la N,N-diéthyl-N'-acétyléthylènediamine (ICF01064). NNHCOCH 3 ICF01064 Ce composé a été obtenu suivant la synthèse décrite par Watanabe et al (Chem. Pharm. 5 Bull. 1997, 45, 996-1007) pour l'obtention de la N,N-diéthyl-N'-acétylpropylènediamine. Brièvement, à une solution de N,N-diéthyléthylènediamine (8,00 g, 68,8 mmol) dans la pyridine anhydre (50 mL) est ajouté goutte à goutte et sous argon de l'anhydride acétique (6,50 mL, 68,8 mmol) en maintenant la température inférieure à 5 °C. Après l'addition, le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 18 h puis évaporé sous vide. Le 10 résidu est repris dans le chloroforme (50 mL) et lavé successivement par une solution aqueuse de soude 2N (3 x 30 mL) et une solution aqueuse saturée de chlorure de sodium (3 x 30 mL). La phase organique est séchée sur sulfate de magnésium, filtrée et évaporée sous vide pour conduire au compose ICF01064 (4,92 g, 31,1 mmol) sous la forme d'une huile j aune. 15 Rendement 45%. IR (KBr) v 3450-3250, 2972, 2818, 1680, 1506, 1372, 1278 cm-1. RMN 11I (CDC13) S 1,06 (t, 6H, J= 7,1 Hz), 1,76 (s, 3H), 2,42 (m, 6H), 3,04 (q, 2H, J= 6.5 Hz), 7.72 (m, 1H). 20 R1VIN 13C (CDC13) S 11,7 (2C), 22,5, 37,0, 46,7 (2C), 51,7, 169,1. Etape 2: Synthèse de l'iodure de 2-acétaminoéthyltriéthylammonium (ICF01065). NO ° NHCOCH3 25 ICF01065 Ce composé a été obtenu suivant la procédure décrite par Legheand et al. (Eur. J Med. Chem. Chim. Ther. 1974, 9, 193-196). Brièvement, à une solution N,N-diéthyl-N'- acétyléthylènediamine (ICF01064) (0,95 g, 6,01 mmol) dans l'isopropanol (3 mL) est 30 ajouté goutte à goutte sous argon de l'iodure d'éthyle (1,44 mL, 18,0 mmol). Après addition, le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 72 h avant d'être évaporé sous vide. Le résidu est trituré dans le cyclohexane anhydre (5 mL) jusqu'à précipitation. Le précipité est filtré, lavé avec de l'éther diéthylique anhydre (5 mL) et séché une nuit au dessiccateur sous vide pour conduire au composé ICF01065 (1,00 g, 3,18 mmol) sous la forme d'un produit blanc cassé. Rendement 53%. Point de fusion 133,5-135,5 °C (litt. 134 °C). IR (KBr) v 3600-3100, 1654, 1540, 1487, 1396, 1374, 1293, 1163 cm-1.

RMN 11I (DMSO-d6) S 1,06 (t, 9H, J = 6,8 Hz), 1,82 (s, 3H), 3,14 (m, 2H), 2,30 (m, 8H), 8,10 (m, 1H). RMN 13C (DMSO-d6) S 7,2 (3C), 22,5, 31,9, 52,4 (3C), 53,8, 169,9. ESI-SM m/z 187,07 [M+H]+.

Etape 3: Synthèse du dichlorure de 2-triéthylammonioéthylammonium (ICF01066). r, Cl O ICF01066 A une solution d'iodure de 2-acétaminoéthyltriéthylammonium (ICF01065) (2,00 g, 6,37 mmol) dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 5% (50 mL) est ajouté du chlorure d'argent fraichement préparé (1,83 g, 12,8 mmol). Le milieu réactionnel est agité vigoureusement pendant 20 min avant d'être filtré. Le précipité est lavé avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 5% (30 mL). Une solution aqueuse d'acide chlorhydrique concentré (37%, 100 mL) est ajoutée lentement au filtrat avant d'être chauffé à reflux pendant 1 h 30. Après retour à température ambiante, la solution est évaporée sous vide. Le résidu est séché par évaporation successive d'éthanol anhydre (2 x 20 mL). Le précipité obtenu est repris par l'éther diéthylique anhydre (20 mL) avant d'être filtré puis séché au dessiccateur sous vide pour conduire au compose ICF01066 (1,31 g, 6,03 mmol) sous la forme d'un solide blanc cassé.

Rendement : 95%.

Point de fusion 209-211 °C. IR (KBr) 3250-3550, 2500-3100, 1605, 1518, 1495, 1438, 1399, 1371, 1157, 1010 cm-1. RMN 11I (DMSO-d6) S 1,20 (t, 9H, J = 7 Hz), 3,14 (m, 2H), 3,30 (m, 6H), 3,49 (m, 2H), 8,71 (se, 3H).

R1VIN 13C (DMSO-d6) â 7,1 (3C), 31,6, 51,5, 52,7 (3C). ESI-SM nilz 145,05 [M+H]+. Analyse élémentaire calculée pour C8H21C1N2, HC1, 1,5 H20 : C: 39,35; H: 10,32; N: 11,47. Trouvé: C: 40,07; H: 10,67; N: 11,60.

Synthèse du dichlorure de 3-(triéthylammonio)propylammonium (ICF01072). Ce composé a été obtenu en trois étapes suivant la procédure décrite par Price et al. (supra) pour la synthèse du dichlorure 2-(triméthylammonio)éthylammonium.

Etape 1: Synthèse de la N,N-diéthyl-N'-acétylpropylènediamine (ICF01070). NNHCOCH3 ICF01070 Ce composé a été obtenu suivant le protocole décrit par Watanabe et al. (supra). Brièvement, à une solution de N,N-diéthylpropylènediamine (10,00 g, 76,8 mmol) dans la pyridine anhydre (55 mL) est ajouté goutte à goutte et sous argon de l'anhydride acétique (7,26 mL, 76,8 mmol) en maintenant la température inférieure à 5°C. Après l'addition, le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 18 h puis évaporé sous vide. Le résidu est repris dans le chloroforme (50 mL) et lavé successivement par une solution aqueuse de soude 2N (3 x 30 mL) et une solution aqueuse saturée de chlorure de sodium (3 x 30 mL). La phase organique est séchée sur sulfate de magnésium, filtrée et évaporée sous vide pour conduire au compose ICF01070 (6,60 g, 38,4 mmol) sous la forme d'une huile j aune. Rendement 50%. IR v 3314, 3100-2950, 2877, 2804, 1651, 1570, 1541 cm-1.

RMN 11I (CDC13) S 1,01 (t, 6H, J= 7.1 Hz), 1,61 (quint, 2H, J= 6 Hz), 1,91 (s, 3H), 2,48 (q, 4H, J= 7,1 Hz), 2,53 (m, 2H), 3,30 (q, 2H, J= 6 Hz).

R1VIN 13C (CDC13) S 11,9 (2C), 23,3, 25,3, 40,1, 46,9 (2C), 52,8, 169,8. Etape 2: Synthèse de l'iodure de 3-acétaminopropyltriéthylammonium (ICF01071).

Ce composé a été obtenu suivant la procédure décrite par Legheand et al (supra) pour la synthèse de l'iodure de 2-acétaminoéthyltriéthylammonium. Brièvement, à une solution N,N-diéthyl-N'-acétyléthylènediamine (ICF01070) (1,00 g, 5,81 mmol) dans l'isopropanol (3 mL) est ajouté goutte à goutte sous argon de l'iodure d'éthyle (1,40 mL, 17,5 mmol). Après addition, le milieu réactionnel est agité à température ambiante pendant 72 h avant d'être évaporé sous vide. Le résidu est trituré dans le cyclohexane anhydre (5 mL) jusqu'à précipitation. Le précipité est filtré, lavé avec de l'éther diéthylique anhydre (5 mL) et séché une nuit au dessiccateur sous vide pour conduire au composé ICF01071 (1,63 g, 4,97mmol) sous la forme d'un produit blanc cassé.

Rendement 85%. Point de fusion 123-125 °C. IR (KBr) v 3600-3250, 3138, 3100-2650, 1653, 1442, 1385 cm-'. R1VIN 11I (DMSO-d6) S 1,14 (m, 9H), 1,70 (m, 2H), 1,80 (s, 3H), 3,15 (m, 10H), 7,98 (se, 1H).

R1VIN 13C (DMSO-d6) S 6,7 (3C), 21,3, 22,2, 35,0, 51,7 (3C), 53,7, 169,0. ESI-SM nilz 201,13 [M+H]+. Etape 3: Synthèse du dichlorure de 3-triéthylammoniopropylammonium (ICF01072). e Cl NH2, HCI ICF01072 Io IC F01071 A une solution d'iodure de 2-acétaminopropyltriéthylammonium (ICF01071) (2,00 g, 6,10mmol) dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 5% (50 mL) est ajouté du chlorure d'argent fraichement préparé (1,75 g, 12,2 mmol). Le milieu réactionnel est agité vigoureusement pendant 20 min avant d'être filtré. Le précipité est lavé avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 5% (30 mL). Une solution aqueuse d'acide chlorhydrique concentré (37%, 100 mL) est ajoutée lentement au filtrat avant d'être chauffé à reflux pendant 2 h 30. Après retour à température ambiante, la solution est évaporée sous vide. Le résidu est séché par évaporation successive d'éthanol anhydre (2 x 20 mL). Le précipité obtenu est repris dans l'éthanol anhydre (10 mL) et chauffé à reflux jusqu'à solubilisation complète. Après retour à température ambiante de l'éther diéthylique anhydre est ajouté à cette solution jusqu'à précipitation. Le précipité formé est filtré puis séché une nuit au dessiccateur sous vide pour conduire ICF01072 (0,99 g, 6,03 mmol) sous la forme d'un solide blanc.

Rendement 70%. Point de fusion 246-248 °C. IR (KBr) 3600-3150, 3100-2600, 1629, 1492, 1396, 1182 cm-1. RMN 1H (DMSO-d6) S 1,19 (t, 9H, J= 7,1 Hz), 1,93 (m, 2H), 2.87 (t, 2H, J= 6,7 Hz), 3,23 (q, 6H, J= 7,1 Hz), 3,36 (m, 2H), 8,29 (se, 3H).

R1VIN 13C (DMSO-d6) S 7,8 (3C), 20,0, 36,5, 52,9 (3C), 54,3. ESI-SM m/z 159,09 [M+H]+. Analyse élémentaire calculée pour C9H23C1N2, HC1, 0,5 H20: C: 45,00; H: 10,49; N: 11,66. Trouvé: C: 45,24; H: 11,02; N: 11,28.

Exemple 2 Synthèse de Nanoparticules Hybrides de Gadolinium de type Gd-Si-DOTA La synthèse des coeurs d'oxyde de gadolinium (Gd203) s'effectue par dissolution de 4.125 g de sel de chlorure de gadolinium hexahydraté (soit 11,1 mmol de GdC13.6H20) dans 375mL de DEG. A la solution obtenue, un ajout de 375 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium à 0,1 mol/L (soit 37,5 mmol de NaOH) dans du DEG est effectué, à température ambiante, en 15h. Les coeurs d'oxyde de gadolinium ainsi synthétisés ont une taille moyenne de 3,6nm (+/-0,5nm).

TEOS APTES DOTA-GA L'enrobage des coeurs d'oxyde de gadolinium est effectué par voie sol-gel. Pour ce faire, la solution de coeurs de 750 mL est portée à 40°C dans un bain d'huile, sous agitation. 778 !IL d'APTES (soit 3,325 mmol), 497 !IL de TEOS (soit 2,225 mmol) et 1,425 mL d'une solution de triéthylamine à 0,1 mol/L dans un mélange DEG/eau (soit 142,5 !mol) y sont ajoutés. Ces ajouts sont répétés trois fois supplémentaires toutes les 24 heures, correspondant à une quantité totale de 13,3 mmol d'APTES, 8,9 mmol de TEOS et 0,57mmol de triéthylamine. Le tout est agité pendant 48 heures à 40°C. Les nanoparticules adoptent une structure coeur-écorce d'une taille de 4,5 nm (+/-0,5nm) environ : le coeur composé de molécules d'oxyde de gadolinium est enrobé d'une couche de polysiloxanes résultant de l'hydrolyse-condensation du mélange APTES/TEOS, offrant des amines primaires disponibles à la surface des nanoparticules.

La fonctionnalisation est réalisée par ajout de la solution de nanoparticules sur une solution de DOTA-GA préalablement dissout dans du DMSO anhydre (10,19 g de DOTA-GA, soit 22,2 mmol, dans 150 mL de DMSO). Le mélange est agité pendant 48 heures, permettant la formation de la liaison amide entre le DOTA et l'APTES.

La forte affinité du DOTA pour le Gd (Kf complexe DOTA-Gd = 1024'78) entraîne la dissolution du coeur oxyde. N'ayant plus de support, la couche de polysiloxane s'effondre et se fragmente. Ainsi, l'élément central de la nanoparticule devient la matrice de polysiloxane portant une dizaine de DOTA, certains complexant des ions Gd3+, d'autres restant libres en vue d'une future ve ctori s ati on. Les nanoparticules sont ensuite précipitées dans 5L d'acétone. Puis l'acétone est retirée et les nanoparticules sont redispersées dans 100 mL d'eau. Elles sont purifiées par 1000 par filtration tangentielle sur une membrane de 5kDa. Les impuretés de grande taille sont retirées par filtration stérilisante à l'aide d'une seringue, à travers une membrane de 0,21.1.m. Les nanoparticules obtenues n'ont plus de coeur et ont une taille moyenne de 2,5 à 3 nm. Elles disposent aussi bien de fonctions acides carboxyliques en surface, issues des DOTA libres, que de fonctions amines disponibles issues de la matrice de polysiloxane. La solution de nanoparticules est répartie sous forme d'aliquots dans divers piluliers, puis lyophilisée et peut ainsi être conservée sous forme de lyophilisats plusieurs mois au réfrigérateur.

Des études de spectrométrie de masse, corrélées à une analyse élémentaire, ont permis d'estimer la masse moléculaire moyenne des nanoparticules à 8,5kDa et de fixer à environ 10 le nombre de DOTA par nanoparticule.

Le dosage du nombre de DOTA libres a été effectué par des études de luminescence. Des quantités croissantes de chlorure d'europium hexahydraté (EuC13.6H2O) sont ajoutées à une solution aqueuse de nanoparticules. Le tout est agité pendant 48 heures à pH 5-6 afin d'assurer la complexation de l'Europium par les sites DOTA libres. Les spectres d'émission de fluorescence en temps résolu (k - excitation = 395nm) sont recueillis et la courbe représentant les maxima d'intensité de fluorescence des transitions de l'europium observées (5D0 7F1 et 5D0 7F2) en fonction de la quantité d'europium ajoutée est tracée. En présence de DOTA libres, l'europium est chélate et l'intensité de fluorescence augmente rapidement. Lorsque tous les DOTA complexent soit un ion gadolinium (Gd3+), soit un ion europium (Eu3+), l'intensité de fluorescence devient pratiquement constante ; la saturation des DOTA se traduit par un plateau car la fluorescence de l'europium libre devant l'europium complexé est négligeable, due au quenching de fluorescence de l'eau sur l'europium libre. Le nombre de DOTA libres d'une nanoparticule est donné à l'intersection des deux droites. Ce dosage, répété sur différents lots, aboutit régulièrement à 40% de DOTA libres par nanoparticule. Ainsi, pour une nanoparticule, si le nombre de DOTA est fixé à 10, 6 d'entre eux complexent un ion Gadolinium et 4 restent libres pour la vectorisation ou la complexation d'autres ions métalliques d'intérêt (comme l' n'In pour la scintigraphie, par exemple). Après greffage d'un vecteur, les DOTA libres restants peuvent être saturés en Gadolinium par ajout de chlorure de gadolinium hexahydraté (GdC13.6H20), de manière à éviter la complexation indésirable d'ions calcium au sein de l'organisme. Exemple 3 Synthèse de Nanoparticules Hybrides de Gadolinium de type Gd-Si-DTPA 5 La synthèse des coeurs d'oxyde de gadolinium (Gd203) s'effectue par dissolution de 55,755 g de sel de chlorure de gadolinium hexahydraté (soit 150 mmol de GdC13.6H20) dans 1L de DEG dans un bicol de 2L surmonté d'un réfrigérant, à 140°C. A la solution obtenue, sont ajoutés 14,85 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium à 10 mol/L (soit 148,5 mmol de NaOH) goutte à goutte et la température est élevée à 180°C. L'agitation est maintenue 10 pendant 5 heures à cette température, puis toute la nuit à température ambiante. Les coeurs d'oxyde de gadolinium ainsi synthétisés ont une taille moyenne de 1,5nm (+/- 0,5nm). o-si-o 0 15 r)1'.0 H 0 N N N - --- 0 TEOS APTES DTPA-BA L'enrobage des coeurs d'oxyde de gadolinium est effectué par voie sol-gel. Pour ce faire, la solution de coeurs d'un volume d'environ 1020 mL est portée à 40°C dans un bain d'huile, 20 sous agitation. 2,519 mL d'APTES (soit 10,8 mmol), 1,608 mL de TEOS (soit 7,2 mmol) et une heure plus tard 6,120 mL d'une solution de triéthylamine à 0,1 mol/L dans un mélange DEG/eau (soit 612 !mol) y sont ajoutés. Ces ajouts sont répétés neuf fois supplémentaires toutes les 12 heures, correspondant à une quantité totale de 108 mmol d'APTES, 72 mmol de TEOS et 6,12 mmol de triéthylamine, est laissée 48h à 40°C sous agitation. Les 25 nanoparticules adoptent une structure coeur-écorce d'une taille de 4nm (+1-1nm) : le coeur composé de molécules d'oxyde de gadolinium est enrobé d'une couche de polysiloxanes résultant de l'hydrolyse-condensation du mélange APTES/TEOS, offrant des amines primaires disponibles à la surface des nanoparticules. 30 La fonctionnalisation est réalisée par ajout de la solution de nanoparticules sur une solution de DTPA-BA préalablement dissous dans du DMSO anhydre (42,5 g de DTPA-BA, soit 118,8 mmol, dans 200 mL de DMSO). Le mélange est agité pendant une nuit au moins.

Dans cet exemple, le coeur oxyde est plus petit que dans l'exemple 2 du fait de la faible quantité de soude ajoutée ; de plus, il reste encore en solution des ions Gd+ qui n'ont pas pu réagir avec la soude. En revanche, la couche de polysiloxane est plus importante que dans l'exemple 2 et peut donc servir de « barrière » concernant l'attraction du DTPA pour le Gd, c'est pourquoi les nanoparticules, dans ce cas, conservent leur structure coeur-écorce. Aussi, la plupart des DTPA en surface des nanoparticules complexent les ions Gd3+ restés libres en solution. Les nanoparticules sont ensuite précipitées et lavées dans respectivement 9L puis 3L d'acétone. Le surnageant est enlevé et les dernières traces d'acétone sont éliminées à l'évaporateur rotatif. Les nanoparticules sont alors redispersées dans 300 mL d'eau. Elles sont purifiées par 1000 et concentrées par filtration tangentielle sur une membrane de 5kDa. Les impuretés de grande taille sont retirées par filtration stérilisante à l'aide d'une seringue, à travers une membrane de 0,2 p.m.

La solution de nanoparticules est répartie sous forme l'aliquots dans divers piluliers, puis lyophilisée et peut ainsi être conservée sous forme de lyophilisats plusieurs mois au réfrigérateur.

Exemple 4 Greffage du 1-(3-aminopropyl)pyridinium sur des Nanoparticules de type Gd-Si-DOTA 1-(3-aminopropyl)pyridinium : H2 50 !mol (en Gd) de nanoparticules Gd-Si-DOTA lyophilisées (obtenues suivant l'exemple 2) sont redispersées dans 750 [iL d'eau. Les fonctions acides carboxyliques issues des DOTA sont activées par ajout de 100 !mol d'EDC et de 100 !mol de NHS, à pH 5.4, pendant une heure.

Le couplage peptidique est ensuite réalisé par ajout de 29 !mol de molécules ciblantes : dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium, de référence ICF01062, synthétisé suivant l'exemple 1 (soit 0.58 vecteur par Gd) à pH 7.4, pendant huit heures.

Les nanoparticules sont purifiées par un facteur 1000 par filtration tangentielle sur des membranes de 3kDa, de manière à éliminer les vecteurs qui n'auraient pas réagi et autres impuretés (type EDC/NHS).

Par spectroscopie d'absorption UV-visible des nanoparticules vectorisées et non vectorisées, avant et après purification, le taux de greffage a été estimé à 38% correspondant à 11 [tmol de molécules ciblantes greffées. Or, le signal mesuré par relaxométrie (rl) amène à un rendement en Gadolinium de 76%, correspondant à une quantité de gadolinium de 38 [tmol (soit 0.29 vecteurs par atome de Gadolinium). En considérant 6 atomes de Gadolinium par nanoparticule, chaque nanoparticule serait équipée d'une à deux molécules ciblantes (avec une moyenne estimée à 1.7). Exemple 5 Greffage du 1-(3-aminopropyl)pyridinium sur des Nanoparticules de type Gd-Si-DOTA dans différentes concentrations : Etude de la variation du nombre de 15 vecteurs à la surface des NPs. 1-(3-aminopropyl)pyridinium : H2 Pour compléter l'exemple 4, des quantités différentes de molécules ciblantes ont été 20 greffées à la surface des nanoparticules afin d'étudier l'influence du nombre de molécules ciblantes sur les capacités de ciblage des nanoparticules. De la même manière que précédemment, dans trois piluliers différents, 50 [tmol de nanoparticules Gd-Si-DOTA lyophilisées (obtenues suivant l'exemple 2) sont redispersées 25 dans 750 [IL d'eau. Les fonctions acides carboxyliques issues des DOTA sont activées par ajout de 100 [tmol d'EDC et de 100 [tmol de NHS, à pH 5.4, pendant une heure. Le couplage peptidique est ensuite réalisé par ajout de 9, 50 et 256 [tmol de vecteur : dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium, de référence ICF01062, synthétisé suivant 30 l'exemple 1 (soit respectivement : 0.17, 1 et 5.1 vecteurs par Gd) à pH 7.4, pendant huit heures.

Les nanoparticules sont purifiées par filtration tangentielle par un facteur 1000 sur des membranes de 3kDa, de manière à éliminer les molécules ciblantes qui n'auraient pas réagi et autres impuretés (type EDC/NHS).

Par spectroscopie d'absorption UV-visible des nanoparticules fonctionnalisées et non fonctionnalisées, avant et après purification, les taux de greffage ont été estimés respectivement à 64, 30 et 7%. Cette diminution du taux de greffage est due à la saturation des sites de greffage et à l'encombrement stérique.

La quantité de molécules ciblantes réellement greffées aux nanoparticules est respectivement de 5.6, 15 et 18 !mol. Or, le signal mesuré par relaxométrie (rl) amène à des rendements en Gadolinium de 82, 80 et 76% : la quantité de Gadolinium dans les trois piluliers est alors de 41, 40 et 38 !mol (soit 0.14, 0.38 et 0.47 vecteurs par atome de Gadolinium). En considérant 6 atomes de Gadolinium par nanoparticule, la moyenne en molécules ciblantes greffés par nanoparticule pour chacun des piluliers est estimée à 0.8, 2.3 et 2.8. Exemple 6 - Greffage du 1-(3-aminopropyl)pyridinium sur des Nanoparticules de type Gd-Si-DOTA et saturation des chélatants libres par Gd3+ 1-(3-aminopropyl)pyridinium,: H2 40 !mol de nanoparticules Gd-Si-DOTA lyophilisées (obtenues suivant l'exemple 2) sont redispersées dans 600 [iL d'eau. Les fonctions acides carboxyliques issues des DOTA sont 25 activées par ajout de 120 !mol d'EDC et de 120 !mol de NHS, à pH 5.4, pendant une heure. Le couplage peptidique est ensuite réalisé par ajout de 89 !mol de vecteur : dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium, de référence ICF01062, synthétisé suivant l'exemple 1 30 (soit 2.2 vecteurs par Gd) à pH 6.9, pendant huit heures. Une étude préalable par fluorescence en temps résolu via le dopage des nanoparticules de référence (Gd-2Si-DOTA) par de l'Europium indiquait que 40% des DOTA de surface ne chélataient pas de Gadolinium (cf exemple 2). Pour éviter la complexation indésirable des ions Ca2+ au sein de l'organisme, il a été choisi de rajouter 16 !mol de GdC13.6H20 (soit 0,4 Gd3+ par Gd issu des NPs) : cette addition se fait par l'introduction de 400 pL d'une solution de GdC13.6H20 à 40 mmol/L. Le pH est ajusté à 5.9 et le tout est agité pendant trois heures. Les nanoparticules sont purifiées par filtration tangentielle par un facteur 1000 sur une membrane de 3kDa, de manière à éliminer les vecteurs et ions Gd3+ qui n'auraient pas réagi, et autres impuretés (type EDC/NHS).

La DLS (Dynamic Light Scattering) des nanoparticules confirme le greffage des molécules ciblantes : le diamètre hydrodynamique mesuré dans l'eau est de 2.2nm (+/-0.5nm) pour les particules non fonctionnalisées contre 5.7nm (+/-0.5nm) pour les particules fonctionnalisées.

Par spectroscopie d'absorption UV-visible des nanoparticules fonctionnalisées et non fonctionnalisées, avant et après purification, le taux de greffage est estimé à 9% correspondant à 8 !mol de molécules ciblantes greffées. Or, le signal mesuré par relaxométrie (rl) amène à une quantité en Gadolinium de 43 !mol. (soit 0.19 vecteurs par atome de Gadolinium). En considérant 10 atomes de Gadolinium par nanoparticule, chaque nanoparticule serait équipée d'une à deux molécules ciblantes (avec une moyenne estimée à 1.9). Exemple 7 - Greffage de triéthylaminoalkylammoniums sur des Nanoparticules de 25 type Gd-Si-DOTA et saturation des chélatants libres en Gd Ei2N/N/ H 2 N N 30 a : 2-aminoéthyltriéthylammonium b : 3-aminopropyltriéthylammonium Le greffage des triéthylaminoalkylammoniums a et b a été réalisé sur le même modèle que le 1-(3-aminopropyl)pyridinium, l' objectif étant de sélectionner le meilleur candidat pour le ciblage des protéoglycanes.

Dans deux piluliers différents, 40 [tmol de nanoparticules Gd-Si-DOTA lyophilisées (obtenues suivant l'exemple 2) sont redispersées dans 600 [IL d'eau. Les fonctions acides carboxyliques issues des DOTA sont activées par ajout de 120 [tmol d'EDC et de 120 [tmol de NHS, à pH 5.4, pendant une heure.

Le couplage peptidique est ensuite réalisé par ajout d'environ 90 [tmol de vecteur : exactement 116 [tmol pour le dichlorure de 2-triéthylammonioéthylammonium, de référence ICF01066, synthétisé suivant l'exemple 1 (soit 2.9 vecteurs par Gd) et 88 [tmol pour le dichlorure de 3-triéthylammoniopropylammonium, de référence ICF01072, synthétisé suivant l'exemple 1 (soit 2.2 vecteurs par Gd), à pH 6.9, pendant huit heures.

Une étude préalable par fluorescence en temps résolu via le dopage des nanoparticules de référence (Gd-2Si-DOTA) par de l'Europium indiquait que 40% des DOTA de surface ne chélataient pas de Gadolinium. Pour éviter la complexation indésirable des ions Ca2+ au sein de l'organisme, il a été choisi de rajouter 16 [tmol de GdC13.6H20 (soit 0,4 Gd3+ par Gd issu des NPs), à pH 5.9, pendant trois heures.

Les nanoparticules sont purifiées par filtration tangentielle par un facteur 1000 sur une membrane de 3kDa, de manière à éliminer les vecteurs et ions Gd3+ qui n'auraient pas réagi, et autres impuretés (type EDC/NHS).

Les triéthylaminoalkylammoniums a et b ne disposant pas de noyau aromatique ou d'éventuelle conjugaison de doubles liaisons, la quantification de leur greffage par absorption UV-visible s'avère impossible. En attendant de réaliser d'autres analyses de caractérisation permettant la quantification du greffage des tri éthylaminoalkylammoniums, ce dernier peut être estimé à 9%, par analogie avec l'exemple 6, la synthèse ayant été réalisée dans les mêmes conditions. Exemple 8 - Greffage du 1-(3-aminopropyl)pyridinium sur des Nanoparticules de type Gd-Si-DTPA 1-(3-aminopropyl)pyridinium,: H 2 NI\J-.} 50 !mol de nanoparticules Gd-Si-DTPA lyophilisées (obtenues suivant l'exemple 3) sont 5 redispersées dans 500 [IL d'eau. Les fonctions acides carboxyliques issues des DTPA sont activées par ajout d'une solution contenant 120 !mol d'EDC et 120 !mol de HOBt dans 200 [IL de DMSO, à pH 6, pendant quinze minutes. Le couplage peptidique est ensuite réalisé par ajout d'une solution contenant 102 !mol de 10 vecteur dans 300 [IL de DMSO: dibromure de 1-(3-ammoniopropyl)pyridinium, de référence ICF01062, synthétisé suivant l'exemple 1 (soit 2 vecteurs par Gd) à pH 7.1, pendant huit heures. Les nanoparticules sont purifiées par filtration tangentielle par un facteur 1000 sur une 15 membrane de 3kDa, de manière à éliminer les vecteurs qui n'auraient pas réagi, et autres impuretés (type EDC/HOBt). La DLS (Dynamic Light Scattering) des nanoparticules confirme le greffage de la molécule ciblante : le rayon hydrodynamique mesuré dans l'eau est de 2.9nm (+/-0.5nm) pour les 20 particules non fonctionnalisées contre 4.4nm (+/-0.5nm) pour les particules fonctionnalisées. Par spectroscopie d'absorption UV-visible des nanoparticules vectorisées et non vectorisées, avant et après purification, le taux de greffage est estimé à 2.9% correspondant 25 à 3 !mol de molécules ciblantes greffées. Or, le signal mesuré par relaxométrie (rl) amène à une quantité en Gadolinium de 33 !mol (soit 0.09 vecteur par atome de Gadolinium). En considérant 10 atomes de Gadolinium par nanoparticule, pratiquement chaque nanoparticule serait équipée d'une molécule ciblante (avec une moyenne estimée à 0.9). 30 Exemple 9 - Radiomarquage des nanoparticules fonctionnalisées par l'indium 111 Matériels et méthodes Le tampon citrate utilisé a été préparé à partir d'acide citrique monohydrate et d'une solution aqueuse de soude 1N. Pour la préparation de 1000 mL de tampon citrate 100 mM (pH 5), 21,014 g d'acide citrique monohydrate (0.1 mole (M = 210,14 g/mol)) ont été dissout dans 300 mL d'une solution aqueuse de soude 1N, le volume final étant ajusté à 1000 mL par addition d'eau ultra-pure. L'111InC13 dans l'acide chlorhydrique 0.05N à été fourni par la société Perkin-Elmer. L'activité initiale était de 222 MBq pour 250 !IL et l'activité spécifique était de 15,4 GBq/mg à la date de calibration. Des colonnes de type PD-10 Sephadex G-25M (GE healthcare) ont été utilisées pour la 10 purification des nanoparticules radiomarquées. La radioactivité a été déterminée à l'aide d'un activimètre Capintec CRC-15R (ARIES). Protocole de radiomarquage 15 Les nanoparticules sont diluées dans l'eau pour atteindre une concentration de 100 mM (équivalent gadolinium (MGd= 157,25 g/mol). La solution est agitée vigoureusement au moyen d'un vortex plusieures heures avant le radiomarquage. Un aliquot d'111InC13 (2-100 MBq) est ajouté à 10 !IL de la solution précédente et l'ensemble est dilué par addition de 390 !IL de tampon citrate (100 mM, pH 5) pour atteindre un volume final de 400 !IL (pH 20 5). Le milieu réactionnel est alors incubé à 30 °C pendant 20 min. L'111In non complexé est séparé par chromatographie sur colonne G-25M Sephadex préalablement lavée par 20 mL d'une solution saline à 0.9%. Après élution par du tampon citrate (100 mM, pH 5), les fractions collectées de 1 mL sont contrôlées par chromatographie sur couche mince (CCM) sur des plaques ITLC-SG éluées par du tampon citrate (100 mM, pH 5). Les plaques sont 25 alors analysées sur un appareil scanalytic gamma imager ambis® 101. L'111In libre migre en front d'élution tandis que les nanoparticules radiomarquées restent au point de dépôt. Les fractions contenants les nanoparticules radiomarquées sont rassemblées et directement injectables à l'animal. Les nanoparticules radiomarquées en solution sont stables à température ambiante pendant au moins 24 h. Le rendement de radiomarquage est compris 30 entre 51-63%.

Exemple 10 - Biodistribution des nanoparticules obtenue en imagerie scintigraphique Cet exemple rapporte les résultats de biodistribution obtenus en imagerie scintigraphique et par dosage d'échantillons de nanoparticules fonctionnalisées ou non avec la molécule 5 ciblant les protéoglycanes sur des cellules de chondrosarcome et des animaux xenogreffés avec le chondrosarcome. Ces études ont porté sur : (i) La stabilité in-vitro dans le sang. (ii) La capitation cellulaire in vitro pour 2 lignées cellulaires de chondrosarcome 10 (humaine et rongeur). (iii) L'imagerie préclinique en scintigraphie in vivo sur 2 modèles expérimentaux de chondrosarcome (humain et rongeur). (iv) La biodistribution quantitative par mesure sur échantillons frais sur 2 modèles expérimentaux de chondrosarcome (humain et rongeur). 15 (v) La quantification de l'expression des protéoglycanes dans les 2 modèles expérimentaux de chondrosarcome (humain et rongeur). Materiels et méthodes Animaux Toutes les règles éthiques ont été appliquées pour l'utilisation des animaux dans cette 20 étude (National Research Council, 1996 and European Directive 86/809/EEC). Les protocoles ont été approuvés par le comité d'éthique local. Les expérimentations ont été réalisées sur 2 modèles de tumeurs expérimentales : - Souris SCID xénogreffées par la lignée humaine HEMCSS de chondrosarcome - Rats greffés en orthotopique avec des fragments de tissus de chondrosarcome murin 25 (Swarm) en position paratibiale. Induction des modèles tumoraux - Xénogreffe de chondosarcome humain La lignée de cellules tumorales HEMCSS de chondrosarcome humain a été obtenues par ECACC culture collection (Salibury, UK). Les cellules en culture sont maintenues en monocouche avec ajout dans le milieu de DMEM/F12 (v/v) (Dutcher,Brumath, France), de sérum foetal de veau (Biowest, Nuaillé, France), de 4 mg/L de gentamicine (Dutcher) et de glutamine 2 mM (Fischer, lllkirch,France) après trypsinisation. Les cultures sont réalisées en milieu humide contrôlé à 37°C dans un incubateur avec 5% de CO2. Les souris SCID sont inoculées en sous-cutané au niveau du flanc gauche avec 10 x 106 cellules dans 0.1 mL de PBS et 0.1 mL de Matrigel®. Quarante jours plus tard, les tumeurs étaient palpables chez 98 à 100% des souris xénogreffées. - Greffe orthotopique en position paratibiale du chondrosarcome murin Swarm (SRC) Le modèle de chondrosarcome SRC nous est fourni sous forme de prestation par l'UMR INSERM 957 LPRO (Drs F. Redini, D. Heymann) de Nantes. Les fragments cellulaires (don du Dr PA Guerne à Genève, Suisse) sont maintenus depuis des années par greffe successive, sans qu'aucune derive n'ait été identifiée. Le chondrosarcome obtenu après greffe paratibiale correspond à un chondrosarcome bien différencié de grade II. Gamma-caméra La gamma-caméra utilisée pour les acquisitions ex et in vivo est dédiée petit animal (yIMAGER, Biospace, France). Elle permet la réalisation d'images planaires et tomoscintigraphiques grâce à ses 2 têtes d'acquisition. Son champ de vue est de 10 cm de diamètre (cristal CsI(Na)). Ce champ de vue autorise des acquisitions corps entier chez la souris et seulement partielle chez le rat. Grâce à des collimateurs adaptés, elle autorise des acquisitions avec le "In et le 99mTc.

Injection des nanoparticules Les seringues contenant les nanoparticules radiomarquées à ont été calibrées (Capintec, USA), de façon à injecter de 4-5 MBq/souris et de 5-10 MBq/rat pour un volume total inférieur à 250 !IL pour une souris de 25 g mouse et 500 µL pour un rat de 300-350 g respectivement. Une administration IV des nanoparticules radiomarquées était réalisée sur animaux vigiles. Toutes les études ont été réalisées en comparaison avec le 99mTc-NTP15-5, agent ciblant moléculaire de la famille des ammoniums quaternaires. Les nanoparticules testées sont les suivantes : - J68-2 : particules correspondant à l'exemple 4 (moyenne estimée à 1.7 vecteur / NP) - AM17 : particules de référence (non vectorisées) pour les exemples 4 et 5 - J80-2 : particules correspondant à l'exemple 6 (moyenne estimée à 1.9 vecteur / NP) - J80-3 : particules correspondant à l'exemple 7b - AB145B : particules de référence (non vectorisées) pour les exemples 6 et 7 Stabilité dans le sang Les nanoparticules radiomarquées (185 kBq/échantillon) ont été incubées à 37 °C dans du sang de lapin pour lh et 6h. Les échantillons ont été ensuite centrifugés pour séparer les 10 cellules et le plasma. La radioactivité a ensuite été mesurée à l'aide d'un compteur gamma (Packard). Etude en imagerie Les études ont été réalisées sur des rats porteurs du chondrosarcome SRC 35 jours après 15 implantation, et sur des souris xénogreffées avec la lignée HEMCSS 50 jours après implantation. Acquisition d'images Les acquisitions statiques et dynamiques ont été réalisées sur des animaux anesthésiés par 20 injection intra-péritonéale (mélange kétamine/xylazine (4:1) afin de mesurer la biodistribution au cours du temps des nanoparticules radiomarquées au niveau des tissus cibles mais aussi non cible. Toutes les acquisitions ont été réalisées à l'aide de 2 fenêtres (15%) centrées sur les pics de à 171 keV et 245 keV. 25 Pour les études dynamiques, les nanoparticules ont été injectées dans la veine de la queue et l'acquisition a démarré simultanément pour une durée de 60 minutes en mode liste. Pour les images planaires, une acquisition de 10 minutes a été réalisée à 1h et 3h post-injection en centrant la zone d'intérêt (genoux) dans le champ de vue.

Analyse des données L'analyse des images scintigraphique a été réalisée par le logiciel GAMMAVISION+® (Biospace Mesures, Paris, France). Des régions d'intérêt 2D (ROI) de la souris entière, du coeur, du foie, des reins, de la vessie et de la tumeur ont été définies, alors que chez le rat, 5 seules les ROI sur la tumeur, le genou controlatéral et le muscle ont été définies. Pour la série dynamique d'image, 120 images ont été reconstruites sur 30 secondes à partir du mode liste durant la totalité de l'acquisition (60 minutes). La qualité du positionnement des ROI a été vérifiée en évaluant le profil d'activité obtenu en fonction des différents positionnements. 10 Pour chacune des ROI, ont été mesurées la taille en pixels et en mm2, l'activité totale en coups par minute (cpm), l'activité moyenne en coups par minute par pixel, l'activité moyenne en coups par minute par mm2. Toutes les mesures ont été corrigées de la décroissance radioactive. Pour les études chez la souris, les valeurs sont exprimées en % 15 par rapport à l'activité totale injectée (%WBA). Pour l'imagerie chez le rat, les résultats sont exprimés par rapport à l'activité mesurée dans le muscle proche : TBR = activité moyenne mesurée dans tumeur (cpm/mm2) / activité moyenne mesurée dans le muscle proche (cpm/mm2). Les cinétiques ont été obtenues à partir des acquisitions dynamiques. 20 Etudes de biodistribution Après injection intraveineuse des nanoparticules radiomarquées par l'1111n, les animaux (souris et rats) ont été sacrifiés à différents temps. Les organes ont été isolés, pesés et comptés pour déterminer la concentration radioactive (gamma compteur PACKARD). Toutes les activités ont été corrigées de la décroissance et les résultats exprimés en cpm/g 25 d'organe. Evaluation du contenu en protéoglycanes au sein des 2 types tumoraux Sur 3 animaux souris xénogreffées (HEMCSS) et 3 rats porteurs du chondrosarcome SRC, la tumeur a été prélevée et séparée en 2 parties, l'une pour étude histologique (fixée à 4 °C 30 dans du formol avant inclusion dans de la paraffine pour être coupée en section de 5 nm et colorée au Bleu Alcian, marquant les protéoglycanes), l'autre pour dosage biochimique et quantitatif), des protéoglycanes.

Pour l'étude biochimique, les tumeurs ont été digérées durant 24 h à 60 °C par une solution tampon EDTA phosphate additionnée de Papaïne 0.60 mg/mL (Sigma-Aldrich, France) et de DL-dithiothréitol (DTT) 0.25 mg/mL (Sigma-Aldrich, France). Le dosage était ensuite réalisé sur cette solution à l'aide du kit Blyscan®. Les résultats sont exprimés en 1.1g protéoglycane/mg de tumeur. Résultats Stabilité in vitro dans le sang La fixation aux éléments figurés du sang est très faible que ce soit pour les nanoparticules fonctionnalisées -2 moyenne à 1 h = 1,61%, à 6 h = 1,31%) ou non moyenne à 1 h = 0,88% et à 6h 1,44%). Tableau 1 : Volume Volume Comptage Comptage Comptage % % sanguin plasmatique cpm pour 100p.1 plasma Radioac. Radioac. plasma (mL) + 500 éléments plasma total Eléments salin (pi (mL) figurés figurés sang sang lh min_ 1,0115 1,4937 218426 557131 4160932 2,56 97,44 J68-2 J681h' J68-2 1'0571 1,5347 54410 599771 4602342 0,66 99,34 lh AMin_ 1,0679 1,5550 78279 661924 5146459 0,75 99,25 17 lh' in_ 1,0580 1,5723 101389 633478 4980087 1,01 98,99 Am17 J686h J68-2 1'0405 1,4280 123973 677142 4834793 1,37 98,63 J686h' J68-2 1'0179 1,4329 107427 670903 4806684 1,26 98,74 6h AMin_ 1,0942 1,4978 153906 729676 5464543 1,59 98,41 17 6h' in_ 1,0867 1,5100 130101 761141 5746614 1,29 98,71 Am17 Captation cellulaire chondrosarcome La captation cellulaire a été évaluée pour différents temps d'incubation (variant de 10 à 360 minutes). La captation cellulaire a été trouvée supérieure dans la lignée SRC 20 comparativement à la lignée HEMCSS (de 0,05 à 0,2% de la dose incubée pour SRC) versus 0,03 to 0,09% ID pour HEMCSS.

Etude cinétique par imagerie scintigraphique chez la souris SCID xénogreffée avec la lignée HEMCSS Pour les nanoparticules non fonctionnalisées (111lii_Am1-, /) on note une élimination urinaire rapide (55% de l'activité totale injectée dans la vessie à 10 minutes), sans accumulation évidente dans l'ensemble des organes. L'activité tumorale représente 1,3 ± 0,3% de la dose injectée à 55 minutes post-injection. Pour les nanoparticules tu fonctionnalisées ( In-J68-2), on note une élimination urinaire rapide (45% de l'activité total injectée dans la vessie à 10 minutes), sans accumulation évidente dans l'ensemble des organes. L'activité tumorale représente 1,23 ± 0,40% de la dose injectée à 55 minutes post- inj ecti on. Evolution du ratio captation tumorale sur captation muscle sur le modèle de chondrosarcome chez la souris Aucune différence significative n'est observée entre les particules fonctionnalisées et non fonctionnalisées, le rapport restant stable autour de 1,5.

Etude cinétique par imagerie scintigraphique chez rat SRC: ratio tumeur/muscle Un ratio tumeur/muscle plus élevé a été retrouvé pour les particules fonctionnalisées selon l'invention ("in-J68-2 min et In-J80-3) comparativement aux nanoparticules non fonctionnalisées (ittin_Am17 et In-AB145B). Ce rapport est à peu près identique entre les nanoparticules ciblantes et le vecteur sous forme moléculaire (99mTc-NTP15-5). Le tableau 2 suivant rapporte les résultats obtenus 10 et 50 minutes post injection du rapport Tumeur/Muscle ratios obtenu par imagerie scintigraphique : Tableau 2 : Temps 111In- 11 1 111 111 111 99mTc-NTP après AB145B In-AM17 In-J80-2 In-J80-3 In-J68-2 15-5 injection 10 min 1,46 ± 0,24 2,83 ± 0,56 2,40 ± 0.48 2,08 ± 0,54 3,83 ± 0,76 3,98 ± 0,58 50 min 1,56 ± 0,13 1,62 ± 0,32 2,3 ± 0,53 1,91 ± 0,3 4,42 ± 0,88 2,40 ± 0,12 à 30 min Biodistribution ex vivo sur le modèle rat SRC Le tableau 3 suivant présente les résultats en biodistribution pour les différents tissus pour 111 le contrôle ( In-AB145B, tableau 3A), et les nanoparticules 111In-J80-2 et 111In-J80-3 (tableaux 3B et 3C respectivement) : 1h 3h %DI/g Tableau 3A : %DI/g organes np AB145B 30 min organes %DI/g organes poumons 1.84083763 poumons 1.40835359 poumons 0.4616502 rate 0.86312877 rate 0.55266523 rate 0.75250612 foie 1.01719788 foie 1.03610251 foie 0.96458813 estomac 1.79703907 estomac 0.44572096 estomac 0.23628732 rein 1 13.9324889 rein 1 17.5679649 rein 1 36.7031907 rein 2 15.4953037 rein 2 18.7648419 rein 2 40.8001085 testicules 0.42931141 testicules 0.48199244 testicules 0.38309473 muscle 0.91584413 muscle 0.36755358 muscle 0.14618622 TUMEUR 2.54265834 TUMEUR 0.60817626 TUMEUR 0.3660944 coeur 1.56165908 coeur 0.83326751 coeur 0.36534109 CERVEAU 0.13312522 CERVEAU 0.12267989 CERVEAU 0.02468762 30 min 1h 3h %Dl/g Tableau 3B np J80-2 organes %DI/g organes %DI/g organes poumons 1.36478377 poumons 1.40355619 poumons 0.33885852 rate 0.36951815 rate 0.45784474 rate 0.54822272 foie 0.45400941 foie 0.63405954 foie 0.51190804 estomac 0.32584177 estomac 0.38782085 estomac 0.25028447 rein 1 11.9643678 rein 1 23.9947009 rein 1 77.4583447 rein 2 11.667473 rein 2 21.2275721 rein 2 75.5820277 testicules 0.26727276 testicules 0.45337285 testicules 0.18504936 muscle 0.30096577 muscle 0.49044476 muscle 0.14873675 TUMEUR 0.48101663 TUMEUR 1.16588345 TUMEUR 0.85180215 coeur 0.9900102 coeur 0.79156805 coeur 0.21105287 CERVEAU 0.06773131 CERVEAU 0.09816836 CERVEAU 0.0580325515 Tableau 3C : 55 np J80-3 30 min 1h 3h organes %DI/g organes %DI/g organes %Dl/g poumons 0.40516998 poumons 0.32221712 poumons 0.29223648 rate 0.28581659 rate 0.11196597 rate 1.93851596 foie 0.35298257 foie 0.19395635 foie 0.24248824 rein 1 14.0987457 rein 1 3.65696794 rein 1 10.2219626 rein 2 rein 2 3.75421968 rein 2 testicules 0.16532556 testicules 0.06207803 testicules muscle 0.82565528 muscle 0.08573244 muscle 0.06255565 TUMEUR 0.19744741 TUMEUR 0.09207181 TUMEUR 0.2996692 coeur 0.30004375 coeur 0.21237888 coeur 0.07736183 A partir de la première heure, un rapport tumeur/muscle (T/M) plus favorable est obtenu avec les nanoparticules fonctionnalisées, avec des données concordantes à celles obtenues par imagerie scintigraphiques. A 3 h post injection, des ratios élevés sont rapportés pour les nanoparticules fonctionnalisées (T/M = 5,72 pour le lot 111In-J80-2 and 4,79 pour le lot 111In-J80-3), démontrant une accumulation intra-tumorale spécifique alors qu'il existe une clairance musculaire dans le même temps. Evaluation des protéoglycanes intra-tumorale Nous avons pu vérifier que la fixation spécifique au sein de la tumeur est corrélée à une densité élevée de protéoglycanes (vérifié par marquage au Bleu alcyan) observée au sein du chondrosarcome SRC, alors que la densité est très faible pour la tumeur HEMCSS. En conclusion, cette série d'expérimentations démontre la fixation spécifique des nanoparticules fonctionnalisées par une molécule ciblante de type ammonium quaternaire aux protéoglycanes. En effet, lorsqu'il n'y a pas d'expression de protéoglycanes par la tumeur (HEMCSS), il n'y a pas de fixation, contrairement à ce que l'on retrouve dans le modèle SRC ou les protéoglycanes sont exprimées.

Claims (15)

1. REVENDICATIONS1. Nanoparticules, caractérisées en ce qu'elles comprennent chacune a. un agent de contraste et/ou radio-sensibilisant, b. un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, constitué d'une molécule ciblante greffée en surface de la nanoparticule, ladite molécule ciblante étant choisie parmi des composés de formule (I) suivante : R1 xe ® A-M-N- R2 R3 (I) dans laquelle A représente une fonction appropriée pour le couplage 15 covalent des molécules ciblantes aux nanoparticules, de préférence, -NH2, -CO2H, -NCO, NCS, -COR4, -NHCOR4, ou encore -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, un p-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1- hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou 20 un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide ; M représente une chaine alkylène (Ci-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de soufre, d'oxygène, un groupement -NR- où R représente 25 un groupement alkyle C1-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, un groupement -NH-CO-NH-, un groupement -0O2-, un groupement -S0- ou un groupement -S02- ; R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des 30 groupements alkyles (Ci-C6) linéaires ou ramifiés, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les 10porte, un hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué, par exemple par un groupement Ci-C4 alkyle, un groupement Ci-C4 alkoxy, ou un halogène ; et, X représente un halogénure ou un sulfonate ; et, (ii) en ce qu'elles sont de structure sphérique d'un diamètre moyen compris entre 1 et 50 nm, de préférence entre 1 et 30 nm, et encore plus préféré entre 2 et 5 nm.
2. 2. Nanoparticules selon la revendication 1, caractérisées en ce que, à la formule (I), les groupements R1, R2 et R3, sont choisis de sorte qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte un cycle pyridine ou pipéridine, et dans ce dernier cas, l'un de ces groupements représente un groupement alkyle (Ci-C6) linéaire ou ramifié.
3. 3. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisées en ce qu'il s'agit de nanoparticules hybrides, et comprenant, chacune, - une matrice polyorganosiloxane (POS) incluant, à titre d'agent de contraste ou radio-sensibilisant, des cations Mn+ de terre rare, n étant un nombre entier compris entre 2 et 6, éventuellement en partie sous forme d'un oxyde et/ou d'un oxohydroxyde métallique (M), éventuellement associé à des cations dopants Dm+, m étant un nombre entier compris entre 2 et 6, de préférence une terre rare différente de M, un actinide et/ou un élément de transition ; - le cas échéant, un greffon de fonctionnalisation Cl chélatant qui est : * issu d'un chélatant Cl, * lié à la matrice POS par liaison covalente -Si-C-, * et en quantité suffisante pour pouvoir complexer tous les cations Mn+ et, le cas échéant, lie; le greffon Cl étant de préférence en excès par rapport aux cations Mn+ et, le cas échéant, lie; - un greffon de fonctionnalisation pour le ciblage des nanoparticules, constitué d'une molécule ciblante de formule (I) selon la revendication 1, greffée à la matrice POS ou au greffon de fonctionnalisation Cl chélatant.
4. 4. Nanoparticules selon la revendication 3, caractérisées en ce que la molécule ciblante est greffée au greffon de fonctionnalisation chélatant Cl au moyen d'une liaison peptidique, urée ou thiourée.
5. 5. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisées en ce qu'elles comprennent chacune, un agent de contraste ou radio-sensibilisant choisi parmi un lanthanide, un oxyde et/ou un oxohydroxyde de lanthanide, le lanthanide étant de préférence choisi parmi Gd, Dy, Lu, Yb, Gd, Ho, Eu, Tb ou leurs mélanges.
6. 6. Nanoparticules selon la revendication 5, caractérisées en ce que le chélatant Cl est choisi parmi les agents complexants des lanthanides, notamment l'acide diéthylène triamine penta acétique (DTPA), l'acide 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10- tetra acétique (DOTA), l'acide 1,4,7-triazacyclononane-1,4,7 triacétique (NOTA) ou leurs dérivés.
7. 7. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisées en ce que la matrice POS de chaque nanoparticule est obtenue à partir d'une nanoparticule précurseur comprenant: - un coeur comprenant un oxyde et/ou un oxohydroxyde métallique (M) de terre rare, au moins en partie sous forme cationique Mn+, n étant un nombre entier compris entre 2 et 6, éventuellement dopé par un dopant (D) présent au moins en partie sous forme cationique Dm+, m étant un nombre entier compris entre 2 et 6, de préférence une terre rare différente de M, un actinide et/ou un élément de transition ; - au moins une couche d'enrobage comprenant des polyorganosiloxanes (POS); - et, éventuellement un surenrobage comprenant un agent chélatant Cl apte à complexer les cations Mn+ ou une molécule hydrophile apte à assurer la mise en suspension aqueuse des nanoparticules; ladite nanoparticule précurseur étant soumise à une dissolution du coeur M à l'aide d'un agent modificateur du pH et/ou d'un chélatant C2, identique ou différent à Cl, apte à complexer tout ou partie des cations Mn+ et Dm+, de sorte que le diamètre moyen de la nanoparticule ainsi obtenue est réduit à une valeur comprise entre 1 et 20 nm, de préférence entre 1 et 10 nm encore plus préférentiellement de 2 à 5 nm.
8. 8. Procédé d'obtention des nanoparticules selon l'une au moins des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) on synthétise des nanoparticules hybrides, comprenant (i) un oxyde et/ou un oxohydroxyde métallique (M), de terre rare, au moins en partie sous forme cationique Mn+ avec n compris entre 2 et 6, à titre d'agent de contraste ouradiosensibilisant, et éventuellement un dopant sous forme Dm+ avec m compris entre 2 et 6, (ii) une matrice de polyorganosiloxane et (iii) un agent chélatant ou une molécule hydrophile comprenant au moins une fonction d'acide carboxylique; b) on synthétise des molécules ciblantes de formule (I) suivante : R1 y o ^ A-M-N- R2 R3 (I) dans laquelle A représente une fonction -NH2, -CO2H, -NCO, NCS, -COR4, -NHCOR4, -NHCSR4, R4 étant choisi parmi un halogène, un p-nitrophénol, un pentafluorophénol, 1-hydroxy-7-azabenzotriazole, 1-hydroxybenzotriazole ou un N-hydroxyimide tels que le N-hydroxysuccinimide, M représente une chaine alkylène (C1-C23) linéaire ou ramifiée, dans laquelle un ou plusieurs groupements -CH2- sont éventuellement remplacés par un atome de soufre, d'oxygène, un groupement -NRoù R représente un groupement alkyle C1-C6 linéaire ou ramifié, un groupement -CO-, un groupement -CO-NH-, un groupement -NHCO-NH-, un groupement -CO2-, un groupement -S0- ou un groupement -SO2- ; R1, R2 et R3, identiques ou différents, sont des groupements alkyles (Ci-C6) linéaires ou ramifiés, ou bien sont tels qu'ils forment avec l'atome d'azote qui les porte, un hétérocycle azoté, saturé ou insaturé, éventuellement substitué par un groupement C1-C4 alkyle, un groupement C1-C4 alkoxy, ou un halogène ; X représente un halogénure ou un sulfonate ; c) on greffe les molécules ciblantes sur les nanoparticules en faisant réagir les fonctions acides ou amines des agents chélatants avec les fonctions A de couplage des molécules ciblantes ; d) éventuellement, on purifie les nanoparticules comprenant les molécules ciblantes 30 greffées à leur surface. 10 15 20 25
9. 9. Suspension de nanoparticules selon l'une au moins des revendications 1 à 7 et/ou obtenues par le procédé selon la revendication 8.
10. 10. Suspension de nanoparticules, caractérisée en ce qu'elle a piégé un isotope radioactif susceptible d'être utilisé en scintigraphie, et de préférence choisi dans le groupe constitué par 111J "mTc, 68Ga, 64Cu.
11. 11. Matière solide obtenue par élimination du liquide, de préférence par lyophilisation de la suspension selon la revendication 9.
12. 12. Composition pharmaceutique injectable comprenant des nanoparticules selon l'une au moins des revendications 1 à 7, ou une suspension de nanoparticules selon l'une des revendications 9 ou 10, et un véhicule pharmaceutiquement acceptable.
13. 13. Nanoparticules selon l'une des revendications 1 à 7, ou une suspension de nanoparticules selon l'une des revendications 9 ou 10, pour leur utilisation en thérapie ou en imagerie médicale.
14. 14. Nanoparticules selon la revendication 13, pour leur utilisation en imagerie médicale pour toute pathologie impliquant une dérégulation de l'expression et/ou de la fonctionnalité des protéoglycanes, en particulier pour la détection des tumeurs, des pathologies dégénératives du cartilage, des pathologies vasculaires liées à une dégénérescence mucoïde, par exemple, pour la détection du chondrosarcome, de l'anévrysme, de la dissection aortique, ou du syndrome de Marfan.
15. 15. Nanoparticules selon la revendication 13, pour leur utilisation comme agent radio-sensibilisant pour le traitement de tumeurs par irradiations X ou gamma.