Thèse Nouvelle Molécule Photoactivable pour le Mélanome Superficiel et Profond H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Montpellier
École doctorale : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé
Laboratoire de recherche : IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron
Direction de la thèse : Magali GARY-BOBO ORCID 000000019641212X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-11T23:59:59

Le mélanome est un cancer agressif responsable de la majorité des décès liés aux tumeurs de la peau en raison de son fort potentiel métastatique [1]. Son incidence ne cesse d'augmenter à l'échelle mondiale, notamment dans les populations à phototype clair et dans les régions à forte exposition solaire [2]. Dans sa forme la plus fréquente, le mélanome cutané évolue d'abord en surface, puis peut infiltrer en profondeur le derme, augmentant significativement le risque de dissémination. Les progrès thérapeutiques récents, notamment l'immunothérapie et les thérapies ciblées ont permis d'améliorer la survie de certains patients. Toutefois, ces traitements présentent des limites importantes : résistances, toxicités, efficacité variable et parfois insuffisante [3]. Les traitements locaux des mélanomes superficiels reposent essentiellement sur la chirurgie, qui reste le traitement de référence pour les lésions précoces, mais elle ne prévient pas les récidives des formes à haut risque. Dans ce contexte, le développement d'une thérapie capable de cibler à la fois les formes superficielles et les extensions profondes du mélanome représente un enjeu majeur de santé publique. Une approche combinant action locale et pénétration tissulaire efficace, pourrait répondre aux besoins non couverts par les traitements actuels.
La thérapie photodynamique (PDT) est de plus en plus utilisée pour traiter divers troubles tels que les cancers et les maladies de peau [4]. Le principe repose sur la photoexcitation d'un photosensibilisateur (PS) en présence d'oxygène moléculaire afin de générer de l'oxygène singulet conduisant à la destruction des cellules ciblées [4-6]. Lorsque la PDT est associée à l'imagerie pour la détection et le diagnostic de cellules malades on parle de théranostic, qui est un réel défi. Seuls quelques agents théranostiques ont été rapportés à ce jour et tous fonctionnent sur une excitation monophotonique (1 hv). Dans ce contexte, le développement de molécules théranostiques, capables d'être excitées par une excitation mono ou biphotonique (1 ou 2 hv, présente un intérêt considérable. L'excitation à 1 hv ne peut traverser les tissus biologiques que de quelques millimètres alors que l'excitation à 2 hv permet une pénétration jusqu'à 2 cm dans les tissus les plus mous [7] et une meilleure résolution tridimensionnelle [8]. A notre connaissance, le choix entre les deux modes d'excitation (1 hv et 2 hv) pour un même PS n'existe pas, or cela pourrait offrir une flexibilité d'utilisation inédite.
Dans le cadre d'une collaboration multidisciplinaire (chimistes, biologistes, physiciens) nous avons mis au point une nouvelle molécule activable à 1 hv et 2 hv ce qui n'a jamais été décrit. Nous devons maintenant démontrer l'efficacité théranostique de ce PS sur le mélanome. Au laboratoire, le doctorat réalisera toutes les expériences in vitro (sur les cellules de mélanome en culture) et in vivo (sur embryons de zebrafish) qui permettront de démontrer que ce PS inédit permet de cibler, imager et tuer les cellules cancéreuses de mélanome sous excitation 1 hv ou 2 hv, sans aucune perte d'efficacité selon le choix du mode d'excitation. Dans un deuxième temps et dans le cadre d'une collaboration avec le professeur Machado de l'Université d'Extrême Sud de Catarinense au Brésil, l'efficacité de ce PS sera testé sur des souris porteuses de mélanome.

Cette thèse se déroulera dans l'équipe 'Glyco et Nanovecteurs pour le Ciblage Thérapeutique' que je dirige, et dans l'Institut des Biomolécules Max Mousseron dirigé par Pascal Dumy. L'équipe développe deux grands axes de recherche qui sont la mise au point de nanoparticules photoactivables pour la thérapie des cancers solides et la mise au point de molécules de ciblage pour les cancers du sein, de la prostate et du rhabdomyosarcome

Réaliser les expériences biologiques (in vitro et in vivo) qui permettront de démontrer l'éfficacité anticancéreuse de la molécule qui sera étudiée pendant cette thèse.

I- Première étape: réalisation des études in vivo

I-1. Etude de l'innocuité du PS. La première étape sera d'analyser la cytotoxicité du PS en absence de stimulation lumineuse. Pour cela, des cellules (A375 et fibroblastes sains) seront incubées avec des doses croissantes de PS pendant 1, 2 et 3 jours. La viabilité cellulaire sera quantifiée et nous permettra de connaitre la dose maximale à laquelle travailler.
I-2. Etude du potentiel d'imagerie à 1 et 2 hv. Les cellules A375 et fibroblastes incubés avec le PS seront imagées au microscope confocal Zeiss LSM 980 (équipé d'un laser pulsé femtosecondes Chaméléon permettant l'excitation 2 hv). Pour cela, les cellules seront incubées pendant 1, 5, 16 ou 24 h avec des concentrations non toxiques de PS. L'imagerie confocale dans le visible (1 hv) et dans l'infra-rouge (2 hv) démontrera le potentiel de luminescence, l'efficacité de pénétration cellulaire et la localisation subcellulaire. En effet, l'imagerie sera réalisée en présence de marqueurs fluorescents des noyaux, lysosomes, mitochondries et membranes.
I-3. Etude de l'efficacité en PDT à 1 et 2 hv. Les cellules A375 et fibroblastes incubés avec le PS seront excités soit (i) à 1 hv à l'aide d'un microscope EVOS7000 permettant d'accéder à toutes les longueurs d'ondes du spectre visible, soit (ii) à 2 hv grâce au laser Chaméléon du confocal Zeiss LSM 980. La quantification de la viabilité cellulaire permettra de connaitre l'efficacité de la PDT (entre cellules irradiées et non irradiées), ainsi que la sélectivité thérapeutique (entre cellules cancéreuses et saines).

Lorsque la preuve de l'efficacité du PS aura été apporté sur les cellules en culture, le doctorant devra tester son efficacité sur un modèle plus complexe tel que l'embryon de zebrafish.

II- Deuxième étape: réalisation des études in vivo

II-1. Etude de l'innocuité du PS. Pour cela, des embryons au stade unicellulaire seront injectés avec des doses croissantes de PS et soumis à un suivi journalier de leur développement pendant 5 jours. La vitalité, les malformations, le rythme cardiaque et la viabilité seront mesurés et répertoriés dans le but d'établir la dose maximale pour la suite des expériences.
II-2. Etude du potentiel d'imagerie à 1 et 2 hv. Des embryons seront anesthésiés et injectés par voie intraveineuse, dans la veine caudale avec le PS. Les embryons seront imagés à 1 et 2 hv et grâce à la transparence de l'embryon, nous pourrons établir le potentiel de luminescence du PS, sa biodistribution, ainsi que sa clairance.
II-3. Etude de l'efficacité en PDT à 1 et 2 hv. Des embryons seront anesthésiés puis injectés, au niveau de l'espace péricardique, avec 500 cellules A375 préalablement incubées avec le PS qui aura démontré auparavant sa capacité à être un puissant colorant, détectable par microscopie à fluorescence. Le lendemain, la zone cancéreuse sera irradiée (à 1 ou 2 hv). Chaque tumeur sera imagée avant irradiation, le lendemain et 2 jours après. Ceci nous permettra de quantifier, grâce au logiciel ImageJ, l'évolution de la taille des tumeurs de chaque groupe en fonction du traitement reçu.

III- Conclusions et perspectives

Grâce à l'ensemble de ces expériences, in vitro et in vivo, nous démontrerons l'intérêt biomédical de notre PS pour le ciblage, l'imagerie et la thérapie du mélanome superficiel et profond. Nous pourrons alors réaliser les expériences sur souris dans le laboratoire de notre partenaire brésilien. Il s'agira soit d'envoyer la molécule et les protocoles pour traitement et irradiation laser, soit de permettre au doctorant d'aller au Brésil pour réaliser les expériences avec l'équipe sur place. Ceci sera conditionné par l'obtention d'un financement pour cette mission.

* Profil recherché:
Le doctorant devra être sociable avec un bon pouvoir d'écoute et surtout avoir l'esprit d'équipe.

* Compétences nécessaires:
Expérience solide de la culture cellulaire
Des compétences dans les techniques de biochimie (ELISA, Western blot, cytométrie en flux, ...)

* Compétences appréciées mais non indispensables:
Des compétences dans les techniques de biologie moléculaire (extraction DNA, RNA, PCR, gels...)
Une connaissance et une expérience dans la manipulation d'embryons de zebrafish
Des connaissances au niveau des techniques d'imagerie et de thérapie photodynamique.