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| Nouvelles approches de dérivation chimique in situ de médicaments et de toxiques environnementaux pour leur mise en évidence par imagerie par spectrométrie de masse MALDI (Novel approaches of in situ chemical derivatization of drugs and environmental toxicants for their detection by MALDI mass spectrometry imaging) Merdas, Mira - (2021-11-19) / Universite de Rennes 1 - Nouvelles approches de dérivation chimique in situ de médicaments et de toxiques environnementaux pour leur mise en évidence par imagerie par spectrométrie de masse MALDI
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Pineau, Charles; Da Violante, Georges Discipline : Sciences pharmaceutiques Laboratoire : IRSET Ecole Doctorale : Biologie-Santé Classification : Médecine et santé Mots-clés : Imagerie par spectrométrie de masse MALDI, études de distribution, médicaments, toxiques environnementaux, dérivation chimique sur tissu, pharmacocinétique, toxicologie
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Résumé : Au cours du processus de découverte et de développement de nouvelles molécules thérapeutiques, une étude détaillée des propriétés pharmacocinétiques est essentielle. Les informations sur la distribution des médicaments et de leurs métabolites dans les tissus sont particulièrement importantes pour comprendre les effets pharmacologiques et/ou toxicologiques. L’imagerie par spectrométrie de masse MALDI apparaît depuis quelques années comme une méthode complémentaire des techniques conventionnelles utilisées dans ce domaine, telles que l’autoradiographie. En effet, cette technique permet de s’affranchir du marquage radioactif de la molécule d’intérêt et de la distinguer in situ de ses éventuels métabolites. Elle peut également fournir des informations quantitatives afin d’étudier la relation entre la dose administrée et les concentrations tissulaires. Ainsi, l’imagerie MALDI présente un grand intérêt pour les études de distribution de molécules thérapeutiques. Cependant, cette technique est régulièrement confrontée à une sensibilité limitée en raison du faible rendement d’ionisation de certains analytes ou des effets de suppression d’ions rencontrés sur les coupes tissulaires. Le développement de méthodes permettant d’améliorer la sensibilité de l’imagerie MALDI fait l’objet de nombreux travaux de recherche. Parmi les différentes approches décrites dans la littérature, la dérivation chimique sur coupe constitue l’une des plus intéressantes. Cette stratégie, inspirée des techniques conventionnelles d’analyse par spectrométrie de masse, est basée sur la modification de la structure chimique de la molécule par l’utilisation d’un agent de dérivation déposé directement sur la coupe de tissu dans le but d’améliorer les rendements d’ionisation en MALDI. L’objectif de cette thèse est de proposer de nouveaux agents dérivants utilisables sur tissu en transposant des méthodes de dérivation développées en solution. Plusieurs fonctions chimiques ont été couvertes par les agents dérivants proposés. La dérivation chimique sur tissu nous a permis par la suite d’étudier la distribution de l’acétaminophène et de ses métabolites sur des coupes de rats entiers ainsi que sur des organes reproducteurs isolés. Enfin, notre protocole de dérivation s’est avéré compatible avec une étude de quantification de l’acétaminophène sur tissu. Abstract : During the drug discovery and development process of new therapeutic molecules, a detailed investigation of pharmacokinetics properties is essential. Information on the distribution of drugs and their metabolites in tissues is particularly important for understanding pharmacological and/or toxicological effects. MALDI mass spectrometry imaging (MSI) has emerged as a complementary method to conventional techniques used in this field, such as autoradiography. Indeed, MALDI MSI does not require radioactive labelling of the molecule of interest and allows its in situ differentiation from its potential metabolites. This technique also provides quantitative information and enables the study of the relationship between the administered dose and the tissue concentrations. Thus, MALDI MSI is of great interest for distribution studies of new therapeutic molecules. However, the sensitivity of this technique is frequently insufficient due to the low ionization yield of some analytes or to ion suppression effects on the tissue sections.The development of methods improving the sensitivity of MALDI MSI is the subject of many studies. Among the different approaches described in the literature, on-tissue chemical derivatization (OTCD) is one of the most interesting. This approach is inspired by conventional MS analysis techniques. It is based on the modification of the chemical structure of the analyte by using a derivatization agent deposited directly on the tissue section in order to improve its ionization yields in MALDI. The objective of this thesis was to propose new OTCD agents by transposing derivatization protocols from solution to tissue sections. Several chemical functions were covered by the proposed agents. OTCD agents allowed the study of the distribution of acetaminophen and its metabolites on whole-body rat and isolated reproductive organs sections. Finally, our OTCD protocol appeared to be compatible with the quantification of acetaminophen in tissues. | |||