Le principe de la thérapie alpha ciblée est de vectoriser l’isotope radioactif vers la tumeur et de la détruire via l’émission des particules alpha émises lors de la désintégration du noyau radioactif.

L’isotope radioactif 211 de l’astate est potentiellement intéressant en raison de ses propriétés physiques favorables (période, particules émises). Deux tests cliniques concluant ont été réalisés aux USA et en Suède. At-211 fait également l’objet d’un vaste programme de recherche sur le site nantais depuis presque 10 ans. Il s’organise autour du cyclotron ARRONAX et du Centre de Recherche en Cancérologie Nantes Angers (qui fait l’interface avec le service de médecine nucléaire du CHU) et s’intègre notamment dans le labex IRON (http://www.labex-iron.com/). Une étude clinique est prévue à moyen terme pour le traitement des cancers métastatiques de la prostate. Il s’agirait de la première étude clinique de thérapie alpha ciblée en France.

La fixation de At-211 sur les biomolécules vectrices (ou radiomarquage) reste cependant un défi et un sujet d’étude complexe. L’astate est en effet un élément chimique dont le comportement en solution est méconnu 1: comment et avec quoi réagit-il ? Quelles sont alors les espèces formées? Ceci est expliqué par la particularité de l’élément : l’astate est un radioélément (il ne présente pas d’isotopes stables), il est rare (production en cyclotron) et enfin il est « invisible » (les quantités produites sont si faibles qu’aucun outil spectroscopique ne peut être utilisé pour évaluer ses propriétés chimiques).

Le projet développé à SUBATECH, en collaboration avec le laboratoire CEISAM, a pour but d’explorer la chimie de l’astate en solution pour in fine contribuer au développement de protocoles de marquage innovants et efficaces.

Les objectifs de la thèse sont de poursuivre l’exploration de la chimie de l’astate et d’envisager/tester/développer de nouvelles méthodes de radiomarquage.

Trois pistes, qui font suite à de récentes publications 2,3,4 , seront privilégiés avec comme sujets d’étude : (i) la capacité de At sous la forme At-X (X=I, Br, Cl) de former des liaisons halogènes avec des bases de Lewis 2, et la nécessité d’acquérir des données expérimentales pour mieux comprendre la réactivité de At vis-à-vis des autres halogènes, (ii) la nécessité de bien caractériser les formes de l’astate présentes en phase aqueuse, avec un focus sur l’espèce récemment découverte, AtO(OH)2- 3 et enfin (iii) la volonté d’innover et de tester de nouvelles approches de marquage qui seront guidées par une étude préalable réalisée par modélisation moléculaire, méthodologie qui a récemment permis de découvrir l’existence de l’espèce exotique IAtBr- 4.

1 S. Wilburg. Enigmatic astatine. Nature Chemistry (2013), 5, 246

2 Guo et al. First halogen-bonded adducts involving At: At is a stronger halogen-bond donor than I, in preparation

3 Sergentu et al. Advances on the determination of the astatine Pourbaix diagram: AtO(OH)₂¯ predominates over At¯ in basic conditions. Chem. Eur. J. 22 (2016) 2964 – 2971

4 Guo et al. The Heaviest Possible Ternary Trihalogen Species, IAtBr-, Evidenced in Aqueous Solution: An Experimental Performance Driven by Computations, Angew. Chem. Int. Ed. (2016) 55, 15369-15372

Directeur de thèse : Gilles Montavon (Equipe de radiochimie, laboratoire Subatech), 4, rue Alfred Kastler, 44307 Nantes 

Encadrant scientifique : Julie Champion (Equipe de radiochimie, laboratoire Subatech)

Le (la) candidat(e) doit avoir un Master en chimie, chimie-physique ou équivalent comprenant une formation initiale solide en chimie des solutions. Une formation concernant la manipulation des sources radioactives faiblement intenses sera dispensée au début de la thèse.

Groupe de radiochimie du laboratoire SUBATECH http://www-subatech.in2p3.fr/fr/

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