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International audience; Previous works have shown the interest of naturally fluorescent proflavine derivatives to label Abeta deposits in vitro. This study aimed to further characterize the properties of the proflavine 3-acetylamino-6-[3-(propargylamino)propanoyl]aminoacridine (COB231) derivative as a probe. This compound was therefore evaluated on human post-mortem and mice brain slices and in vivo in 18-month-old triple transgenic mice APPswe, PS1M146V and tauP301L (3xTgAD) mice presenting the main characteristics of Alzheimer's disease (AD). COB231 labelled amyloid plaques on brain slices of AD patients, and 3xTgAD mice at 10 and 0.1 μM respectively. However, no labelling of the neurofibrillary tangle-rich areas was observed either at high concentration or in the brain of fronto-temporal dementia patients. The specificity of this mapping was attested in mice using Thioflavin S and IMPY as positive controls of amyloid deposits. After intravenous injection of COB231 in old 3xTgAD mice, fluorescent amyloid plaques were detected in the cortex and hippocampus, demonstrating COB231 blood–brain barrier permeability. We also controlled the cellular localization of COB231 on primary neuronal cultures and showed that COB231 accumulates into the cytoplasm and not into the nucleus. Finally, using a viability assay, we only detected a slight cytotoxic effect of COB231 (< 10%) for the highest concentration (100 μM).

Many pathologies are associated with abnormalities of glucose metabolism or with perturbations of its transport (type 2 diabetes or insulin-resistance). The pre-diabetic state is characterised by a state of insulin-resistance, in others words a defect of glucose transport in insulin-sensible tissues, such as muscles and adipose tissues. The mathematical modelling of experimental data can be an excellent method to explore the mechanisms implied in the studied biological phenomenon. Thus, starting from a symbolic formulation like the compartmental modelling, it can be possible to develop a theoretical basis for the observation and to consider the best-adapted experiments for the study. We showed with mathematical models that [123I]-6-deoxy-6-iodo-D-glucose (6-DIG), shown as a tracer of glucose transport in vitro, could point out this transport abnormality. To quantify the insulin resistance, we estimated the fractional transfer coefficients of 6-DIG from the blood to the organs. We realised many studies to lead to a satisfying model; special attention has been paid to the precision of the parameter to select the best model. The results showed that by associating experimental data obtained with 6-DIG activities and an adapted mathematical model, discriminating parameters (in and out fractional transfer coefficients) between the two groups (control and insulin-resistant rats) could be pointed out.

Breast cancer is the leading cause of cancer among women. At the time of diagnosis, 30 % of patients have developed a metastatic disease either with regional lymph node colonization or distant organs colonization. Metastatic breast cancers are treated by chemotherapy or targeted therapy, according to histological results of primary site. However, 20 to 45 % of metastases have a different phenotype from the primary tumor. Getting access to metastases phenotype would therefore allow treating patients more accurately, in accordance with molecular characteristics of these lesions. Because metastases are not always accessible to biopsy, the use of molecular imaging could be of great interest. Nuclear medicine is the only molecular imaging technic available in clinical practice. The objective of this thesis was to perform the phenotypic imaging of metastatic breast cancer by targeting mesothelin and VCAM-1. The first part of this work was dedicated to the preclinical evaluation of mesothelin-targeting nanobodies. Mesothelin is a GPI-anchored membran protein. While its expression is restricted to a mesothelial cells in normal conditions, mesothelin is overexpressed in several cancers, including breast cancer. Several mesothelin-targeting therapies are currently ongoing clinical transfer. Identifying mesothelin-expressing metastases would allow to select patients who could benefit from those therapies. During this thesis, the nanobody-derived radiotracer 99mTc-A1 has been fully validated for the imaging of mesothelin expressing tumors. The second part of this work was dedicated to the nuclear imaging of VCAM-1 expressing breast cancer lesions. VCAM-1 is a membrane-associated protein involved in the metastatic spread of breast tumor cells. An imaging agent targeting at VCAM-1 could be a suitable tool to evaluate the role of VCAM-1 as a marker of tumor aggressiveness. In the present study, the nanobody 99mTc-cAbVCAM1-5 has been validated for the imaging of VCAM-1 expression in breast cancer.; Le cancer du sein est la première cause de cancer chez la femme. Au moment du diagnostic, 30 % des patientes présente une maladie métastatique avec atteinte ganglionnaire loco-régionale ou d’organes à distance. De plus, 20 % des femmes diagnostiquées sans métastases récidiveront dans les 5 ans. Les métastases sont traitées par chimiothérapie ou thérapie ciblée, en fonction des résultats histologiques du site primitif. Cependant, 20 à 45 % des métastases ont un phénotype différent de celui du site primitif. Pouvoir phénotyper les différentes métastases permettrait de traiter les patientes plus efficacement, en accord avec les caractéristiques moléculaires de ces lésions. Toutes les métastases n’étant pas accessibles à la biopsie, un phénotypage en imagerie moléculaire serait donc d’un grand intérêt. La médecine nucléaire est, à ce jour, la seule technique d’imagerie moléculaire disponible en pratique clinique. Dans le cadre de cette thèse, l’objectif a été de réaliser l’imagerie phénotypique des tumeurs métastatiques du sein en ciblant la mésothéline et VCAM-1 dans des modèles pré-cliniques de cancer du sein. La première partie de ce travail a été consacrée à l’évaluation pré-clinique de nanobodies ciblant la mésothéline, une glycoprotéine à ancre GPI très faiblement exprimée à l’état physiologique mais surexprimée dans de nombreux cancers dont le cancer du sein. De nombreuses thérapies ciblant la mésothéline sont actuellement en cours d’essais cliniques. Un agent d’imagerie ciblant cette protéine permettrait d’identifier les patientes susceptibles d’en bénéficier. Au cours de ces travaux de thèse, le nanobody 99mTc-A1 a été entièrement validé pour l’imagerie des tumeurs exprimant la mésothéline. La seconde partie de ces travaux de thèse a été consacrée à l’imagerie phénotypique des tumeurs du sein exprimant VCAM-1, protéine impliquée dans la dissémination métastatique pulmonaire et osseuse. Un agent d’imagerie ciblant VCAM-1 pourrait servir d’outil pour la caractérisation de l’agressivité de la maladie métastatique. Au cours de ces travaux, l’utilisation d’un nanobody, 99mTc-cAbVCAM1-5, a été validée pour l’imagerie des tumeurs du sein exprimant VCAM-1.

Breast cancer is the leading cause of cancer among women. At the time of diagnosis, 30 % of patients have developed a metastatic disease either with regional lymph node colonization or distant organs colonization. Metastatic breast cancers are treated by chemotherapy or targeted therapy, according to histological results of primary site. However, 20 to 45 % of metastases have a different phenotype from the primary tumor. Getting access to metastases phenotype would therefore allow treating patients more accurately, in accordance with molecular characteristics of these lesions. Because metastases are not always accessible to biopsy, the use of molecular imaging could be of great interest. Nuclear medicine is the only molecular imaging technic available in clinical practice. The objective of this thesis was to perform the phenotypic imaging of metastatic breast cancer by targeting mesothelin and VCAM-1. The first part of this work was dedicated to the preclinical evaluation of mesothelin-targeting nanobodies. Mesothelin is a GPI-anchored membran protein. While its expression is restricted to a mesothelial cells in normal conditions, mesothelin is overexpressed in several cancers, including breast cancer. Several mesothelin-targeting therapies are currently ongoing clinical transfer. Identifying mesothelin-expressing metastases would allow to select patients who could benefit from those therapies. During this thesis, the nanobody-derived radiotracer 99mTc-A1 has been fully validated for the imaging of mesothelin expressing tumors. The second part of this work was dedicated to the nuclear imaging of VCAM-1 expressing breast cancer lesions. VCAM-1 is a membrane-associated protein involved in the metastatic spread of breast tumor cells. An imaging agent targeting at VCAM-1 could be a suitable tool to evaluate the role of VCAM-1 as a marker of tumor aggressiveness. In the present study, the nanobody 99mTc-cAbVCAM1-5 has been validated for the imaging of VCAM-1 expression in breast cancer.; Le cancer du sein est la première cause de cancer chez la femme. Au moment du diagnostic, 30 % des patientes présente une maladie métastatique avec atteinte ganglionnaire loco-régionale ou d’organes à distance. De plus, 20 % des femmes diagnostiquées sans métastases récidiveront dans les 5 ans. Les métastases sont traitées par chimiothérapie ou thérapie ciblée, en fonction des résultats histologiques du site primitif. Cependant, 20 à 45 % des métastases ont un phénotype différent de celui du site primitif. Pouvoir phénotyper les différentes métastases permettrait de traiter les patientes plus efficacement, en accord avec les caractéristiques moléculaires de ces lésions. Toutes les métastases n’étant pas accessibles à la biopsie, un phénotypage en imagerie moléculaire serait donc d’un grand intérêt. La médecine nucléaire est, à ce jour, la seule technique d’imagerie moléculaire disponible en pratique clinique. Dans le cadre de cette thèse, l’objectif a été de réaliser l’imagerie phénotypique des tumeurs métastatiques du sein en ciblant la mésothéline et VCAM-1 dans des modèles pré-cliniques de cancer du sein. La première partie de ce travail a été consacrée à l’évaluation pré-clinique de nanobodies ciblant la mésothéline, une glycoprotéine à ancre GPI très faiblement exprimée à l’état physiologique mais surexprimée dans de nombreux cancers dont le cancer du sein. De nombreuses thérapies ciblant la mésothéline sont actuellement en cours d’essais cliniques. Un agent d’imagerie ciblant cette protéine permettrait d’identifier les patientes susceptibles d’en bénéficier. Au cours de ces travaux de thèse, le nanobody 99mTc-A1 a été entièrement validé pour l’imagerie des tumeurs exprimant la mésothéline. La seconde partie de ces travaux de thèse a été consacrée à l’imagerie phénotypique des tumeurs du sein exprimant VCAM-1, protéine impliquée dans la dissémination métastatique pulmonaire et osseuse. Un agent d’imagerie ciblant VCAM-1 pourrait servir d’outil pour la caractérisation de l’agressivité de la maladie métastatique. Au cours de ces travaux, l’utilisation d’un nanobody, 99mTc-cAbVCAM1-5, a été validée pour l’imagerie des tumeurs du sein exprimant VCAM-1.

Metabolic syndrome is an association of several metabolic dysregulations such as obesity, insulin resistance, high blood pressure, elevated blood triglycerides, cholesterol and glucose. These metabolic disorders are risk factors for type 2 diabetes and cardiovascular diseases.Insulin resistance (IR) is one of the key mechanisms in metabolic diseases development. IR forerun type 2 diabetes development and can be found in obese people. The IR prevalence is difficult to appreciate because of its lack of symptoms and the absence of simple and reliable tool to measure it. Early detection of IR is a real issue in terms of public health and could prevent many complications.Metabolic syndrome is also characterized by hepatic manifestations named Non-Alcoholic Fatty Liver Diseases (NAFLD). NAFLD are closely linked with obesity and insulin resistance. Sharing the same aetiologies, NAFLD has becoming the world first cause of chronic liver diseases. Nowadays it is estimated that almost 25% of the global population have NAFLD. This number could be underestimated because of a lack in diagnostic tools, especially for the early stages of the disease, which are totally asymptomatic.Insulin resistance and non-alcoholic liver diseases are both key components of the metabolic syndrome with a silent phase. The aim of this work is to develop early diagnostic techniques for these pathologies with nuclear imaging. These techniques could be useful both in daily clinical use and for the evaluation of new therapeutics in preclinical research., Le syndrome métabolique est une association de plusieurs troubles métaboliques tels que l'obésité, la résistance à l'insuline, l'hypertension artérielle, des taux élevés de triglycérides, de cholestérol et de glucose sanguins. Ces anomalies métaboliques sont de réels facteurs de risques de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires.L'apparition d'une résistance à l'insuline semble être l'un des éléments clés des pathologies métaboliques. Elle précède le développement du diabète de type 2 et est présente chez de nombreuses personnes obèses. Sa prévalence est difficile à apprécier et elle est probablement sous-estimée, d'une part car elle se situe en amont des signes cliniques qui conduisent le patient chez le médecin, et d'autre part car il n'existe pas de technique de mesure simple et robuste de l'IR utilisable en routine clinique. Le dépistage précoce de l'insulinorésistance et l’étude des mécanismes qui la sous-tendent sont donc essentiels en termes de santé publique.Le syndrome métabolique se caractérise également par des phénomènes hépatiques, les stéato-hépatopathies non alcooliques (ou NAFLD pour Non Alcoholic Fatty Liver Disease). Les NAFLD sont étroitement liées à l’obésité et à l’insulinorésistance, dont la prévalence n’a cessé d’augmenter ces dernières décennies, et représentent ainsi la première cause des maladies chroniques du foie. On admet qu’aujourd’hui, 25% de la population mondiale serait touchée par les NAFLD. Il est probable que cette prévalence soit sous-estimée compte tenu du manque d’outils diagnostiques, particulièrement pour les premiers stades asymptomatiques de la maladie.L'insulinorésistance et les stéatohépatopathies apparaissent donc comme deux composantes importantes du syndrome métabolique, présentant chacune une phase silencieuse. Ces travaux de thèse ont pour objectif le développement de techniques diagnostiques précoces, en imagerie nucléaire, à la fois pour une utilisation clinique mais aussi pour l'évaluation de nouvelles thérapeutiques en recherche préclinique.

Metabolic syndrome is an association of several metabolic dysregulations such as obesity, insulin resistance, high blood pressure, elevated blood triglycerides, cholesterol and glucose. These metabolic disorders are risk factors for type 2 diabetes and cardiovascular diseases.Insulin resistance (IR) is one of the key mechanisms in metabolic diseases development. IR forerun type 2 diabetes development and can be found in obese people. The IR prevalence is difficult to appreciate because of its lack of symptoms and the absence of simple and reliable tool to measure it. Early detection of IR is a real issue in terms of public health and could prevent many complications.Metabolic syndrome is also characterized by hepatic manifestations named Non-Alcoholic Fatty Liver Diseases (NAFLD). NAFLD are closely linked with obesity and insulin resistance. Sharing the same aetiologies, NAFLD has becoming the world first cause of chronic liver diseases. Nowadays it is estimated that almost 25% of the global population have NAFLD. This number could be underestimated because of a lack in diagnostic tools, especially for the early stages of the disease, which are totally asymptomatic.Insulin resistance and non-alcoholic liver diseases are both key components of the metabolic syndrome with a silent phase. The aim of this work is to develop early diagnostic techniques for these pathologies with nuclear imaging. These techniques could be useful both in daily clinical use and for the evaluation of new therapeutics in preclinical research., Le syndrome métabolique est une association de plusieurs troubles métaboliques tels que l'obésité, la résistance à l'insuline, l'hypertension artérielle, des taux élevés de triglycérides, de cholestérol et de glucose sanguins. Ces anomalies métaboliques sont de réels facteurs de risques de diabète de type 2 et de maladies cardiovasculaires.L'apparition d'une résistance à l'insuline semble être l'un des éléments clés des pathologies métaboliques. Elle précède le développement du diabète de type 2 et est présente chez de nombreuses personnes obèses. Sa prévalence est difficile à apprécier et elle est probablement sous-estimée, d'une part car elle se situe en amont des signes cliniques qui conduisent le patient chez le médecin, et d'autre part car il n'existe pas de technique de mesure simple et robuste de l'IR utilisable en routine clinique. Le dépistage précoce de l'insulinorésistance et l’étude des mécanismes qui la sous-tendent sont donc essentiels en termes de santé publique.Le syndrome métabolique se caractérise également par des phénomènes hépatiques, les stéato-hépatopathies non alcooliques (ou NAFLD pour Non Alcoholic Fatty Liver Disease). Les NAFLD sont étroitement liées à l’obésité et à l’insulinorésistance, dont la prévalence n’a cessé d’augmenter ces dernières décennies, et représentent ainsi la première cause des maladies chroniques du foie. On admet qu’aujourd’hui, 25% de la population mondiale serait touchée par les NAFLD. Il est probable que cette prévalence soit sous-estimée compte tenu du manque d’outils diagnostiques, particulièrement pour les premiers stades asymptomatiques de la maladie.L'insulinorésistance et les stéatohépatopathies apparaissent donc comme deux composantes importantes du syndrome métabolique, présentant chacune une phase silencieuse. Ces travaux de thèse ont pour objectif le développement de techniques diagnostiques précoces, en imagerie nucléaire, à la fois pour une utilisation clinique mais aussi pour l'évaluation de nouvelles thérapeutiques en recherche préclinique.

Β- emitters radiolabeled RAFT-RGD as new agents for internal targeted radiotherapy. The αvβ3 integrin is known to play an important role in tumor-induced angiogenesis, tumor proliferation, survival and metastasis. Because of its overexpression on neoendothelial cells such as those present in growing tumors, as well as on tumor cells of various origins, αvβ3 integrin is an attractive molecular target for diagnosis and therapy of the rapidly growing and metastatic tumors. A tetrameric RGD-based peptide, regioselectively addressable functionalized template-(cyclo-[RGDfK])4 (RAFT-RGD), specifically targets integrin αvβ3 in vitro and in vivo. RAFT-RGD has been used for tumor imaging and drug targeting. This study is the first to evaluate the therapeutic potential of the β- emitters radiolabeled tetrameric RGD peptide RAFT-RGD in a Nude mouse model of αvβ3-expressing tumors. An injection of 37 MBq of 90Y-RAFT-RGD or 177Lu-RAFT-RGD in mice with αvβ3-positive tumors caused a significant growth delay as compared with mice treated with 37 MBq of 90Y-RAFT-RAD or 177Lu-RAFT-RAD or untreated mice. In comparison, an injection of 30 MBq of 90Y-RAFT-RGD had no efficacy for the treatment of αvβ3-negative tumors. 90Y-RAFT-RGD and 177Lu-RAFT-RGD are potent αvβ3-expressing tumor targeting agents for internal targeted radiotherapy. Keys words : integrin αvβ3, RAFT-RGD, tumour targeting, internal targeted radiotherapy., Le RAFT-RGD radiomarqué avec un émetteur β- comme nouvel agent de radiothérapie interne vectorisée. L'intégrine αvβ3 est fortement impliquée en oncogenèse à travers son rôle dans la néoangiogenèse tumorale, dans la prolifération et la survie des cellules cancéreuses et dans le processus métastatique. L'intégrine αvβ3 est exprimée faiblement dans la plupart des tissus. Par contre, elle est fortement exprimée par les cellules endothéliales activées lors de l'angiogenèse et par les cellules de nombreux types de cancers invasifs. Ces caractéristiques font de l'intégrine αvβ3 une excellente cible pour l'imagerie et la thérapie de ces tumeurs. Le RAFT-RGD (Regioselectively Addressable Functionalized Template-(cyclo-[RGDfK])4) est un derivé polypeptidique constitué de quatre peptides cyclo-RGD (spécifiques de l'intégrine αvβ3) fixés sur un groupe porteur RAFT. Le RAFT-RGD cible spécifiquement l'intégrine αvβ3 in vitro et in vivo et permet la détection par imagerie nucléaire ou par fluorescence de tumeurs exprimant αvβ3 sur des modèles précliniques. Le RAFT-RGD un excellent vecteur potentiel pour cibler les tumeurs exprimant αvβ3 et pour y délivrer des traitements, que ce soit des molécules de chimiothérapie ou des radionucléides de thérapie. Cette étude est la première à évaluer le potentiel thérapeutique du RAFT-RGD radiomarqué avec un émetteur β- sur un modèle de souris Nude porteuses de tumeurs exprimant l'intégrine αvβ3. Une injection de 37 MBq de 90Y-RAFT-RGD ou de 177Lu-RAFT-RGD permet de ralentir significativement la croissance de tumeurs exprimant l'intégrine αvβ3 par rapport aux souris contrôles non traitées ou traitées avec la même activité de la molécule de contrôle non spécifique de la cible, le RAFT-RAD. En comparaison, une injection de 30 MBq de 90Y-RAFT-RGD ne permet pas de ralentir la croissance de tumeurs n'exprimant pas l'intégrine αvβ3. Le RAFT-RGD présente un bon potentiel pour le traitement de tumeurs exprimant l'intégrine αvβ3 lorsqu'il est radiomarqué avec des émetteurs β-. Mots clés : intégrine αvβ3, RAFT-RGD, ciblage tumoral, radiothérapie interne vectorisée.

Insulin resistance (IR), characterized by a depressed cellular sensitivity to insulin in insulin-sensitive organs, is a central feature to obesity, the metabolic syndrome, and diabetes mellitus and leads to increase cardiovascular diseases, particularly heart failure. All these events are today serious public health problems. But actually, there is no simple tool to measure insulin resistance. The gold standard technique remains the hyperinsulinemic euglycemic clamp. However, the complexity and length of this technique render it unsuitable for routine clinical use. Many methods or index have been proposed to assess insulin resistance in human, but none have shown enough relevance to be used in clinical use. The U1039 INSERM unit previously has validated a new tracer of glucose transport, radiolabelled with123 iodine and has developed a fast and simple imaging protocol with a small animal gamma camera, which allows the obtaining of an IR index for each organ, showing more discriminating for the heart. The project of my thesis was the human transfer of this measurement technique, perfectly validated in animal. The first part of this thesis evaluated to tolerance, in vivo kinetics, distribution and dosimetry of novel tracer of glucose transport, the [123I]-6DIG. The safeties of new tracer and measurement technique were adequate. There were no adverse effects with excellent tolerance of the whole protocol. 6DIG eliminating was fast, primarily in the urine and complete within 72h. The effective whole-body absorbed dose for a complete scan with injection of 92.5 × 2 MBq was between 3 to 4 mSv. The second part of this thesis evaluated in human feasibility and reproducibility of the measurement technique validated in animal. The third part showed techniques used to allow human transfer of this method. The study protocol was applied on 12 subjects (healthy volunteers (n=6) and type 2 diabetic patients (n=6)). With a method adapted to measure in humans, we determined an IR index to discriminate resistant population of a sensitive population to insulin. We report the first clinical use of 6DIG and describe an original method of imaging to assess myocardial glucose transport. This study supervised by INSERM, is the first to use a SPECT tracer to study the transport of glucose., L'insuline résistance (IR), caractérisée par une diminution cellulaire de la sensibilité à l'insuline dans les organes insulinosensible, est un élément central de l'obésité, du syndrome métabolique, du diabète sucré et conduit à une augmentation des maladies cardiovasculaires en particulier l'insuffisance cardiaque. Tous ces événements sont aujourd'hui de graves problèmes de santé publique. Mais actuellement, il n'existe pas d'outil simple pour mesurer la résistance à l'insuline. La technique de référence reste le clamp euglycémique hyperinsulinémique. Cependant, la complexité et la longueur de cette technique la rendent impropre à l'utilisation clinique de routine. De nombreuses méthodes ou l'index ont été proposées pour évaluer la résistance à l'insuline chez l'homme, mais aucune n'a montré suffisamment de pertinences pour être utilisée dans un usage clinique. L'équipe de unité INSERM U1039 a validé un nouveau traceur du transport du glucose radiomarqué avec de l'iode 123 et a élaboré un protocole d'imagerie rapide et simple avec une petite gamma-caméra animale, qui permet l'obtention d'un indexe de résistance à l'insuline pour chaque organe, se montrant encore plus discriminant pour le cœur. Le projet de ma thèse était de transférer à l'humain cette technique de mesure, parfaitement validé chez l'animal. La première partie de cette thèse évaluait la tolérance, la cinétique in vivo, la biodistribution et de la dosimétrie de ce nouveau traceur du transport du glucose, le [123I] - 6DIG. La sécurité du nouveau traceur et de la technique de mesure était adéquate. Il n'y a pas eu d'effets indésirables avec une excellente tolérance de l'ensemble du protocole. L'élimination du 6DIG est rapide, principalement dans les urines et complète dans les 72h. La dose efficace pour un scan complet avec injection de 92,5 × 2 MBq était de 3 à 4 mSv. La deuxième partie de cette thèse évaluait chez l'homme la faisabilité et la reproductibilité de la technique de mesure validée chez l'animal. La troisième partie montre les techniques utilisées pour permettre le transfert à l'homme de cette méthode. Le protocole d'étude a été appliqué sur 12 sujets (volontaires sains (n = 6) et 2 patients diabétiques de type (n = 6)). Avec une méthode adaptée à une mesure chez l'homme, nous avons déterminé un index d'IR permettant de discriminer une population résistante d'une population sensible à l'insuline. Nous rapportons ici la première utilisation clinique du 6DIG et décrivons une méthode d'imagerie originale pour évaluer le transport du glucose myocardique. Cette étude supervisée par l'INSERM, est le premier à utiliser un traceur SPECT pour étudier le transport du glucose.

Prevalence of obesity and type 2 diabetes are in constant augmentation worldwide and these pathologies are closely associated. Type 2 diabetes represents a combination of pancreatic -cell dysfunction and insulin-regulated glucose uptake impairment in insulin-sensitive tissues: heart, skeletal muscles and adipose tissues. The novel tracer of glucose transport [123I]-6DIG allows the non invasive determination of insulin resistance (IR) in the heart and skeletal muscle. The aim of this study was to evaluate the development of IR in rats fed a high-fat and/or high-carbohydrate diets. No insulin resistance was observed during the 3 month of experimentation in our animal model. Study to optimize 6DIG obtained data reduction was also made. The results show: (1) improvement of the method data reduction reproducibility in the heart with factor analysis technique, (2) a possibility to reduce radioactivity acquisition time to muscle IR measurement, (3) the need of blood sample to use mathematical modeling in the data reduction.; Les prévalences de l'obésité et du diabète de type 2 sont en nette augmentation et ces deux pathologies sont étroitement liées. Le diabète de type 2 est caractérisé par une incapacité des cellules b du pancréas à sécréter de l'insuline et par un défaut de transport du glucose en réponse à l'insuline dans les tissus insulino-sensibles (ou insulino-résistance, IR) : le muscle squelettique, le cœur et le tissu adipeux. L'utilisation d'un traceur du transport du glucose marqué à l'iode radioactif, le 6DIG, permet d'évaluer l'IR de façon non-invasive dans le cœur et le muscle squelettique. L'objectif de ce travail était d'étudier le développement éventuel de l'IR chez des animaux rendus obèses par des régimes enrichis en lipides et/ou en glucides. Aucune IR n'a été mise en évidence au cours des trois mois d'expérience dans le modèle animal d'obésité induite par régime alimentaire. Des études visant à optimiser le traitement des données obtenues avec le 6DIG ont également été réalisées. Celles-ci nous ont permis de montrer : 1- une amélioration de la reproductibilité de la méthode de mesure de l'IR cardiaque par utilisation de l'analyse factorielle, 2- la faisabilité d'une diminution de la durée des acquisitions de la radioactivité pour la mesure de l'IR musculaire, 3- la nécessité de réaliser des prélèvements sanguins pour l'utilisation de la modélisation mathématique afin de traiter les données.

Prevalence of obesity and type 2 diabetes are in constant augmentation worldwide and these pathologies are closely associated. Type 2 diabetes represents a combination of pancreatic -cell dysfunction and insulin-regulated glucose uptake impairment in insulin-sensitive tissues: heart, skeletal muscles and adipose tissues. The novel tracer of glucose transport [123I]-6DIG allows the non invasive determination of insulin resistance (IR) in the heart and skeletal muscle. The aim of this study was to evaluate the development of IR in rats fed a high-fat and/or high-carbohydrate diets. No insulin resistance was observed during the 3 month of experimentation in our animal model. Study to optimize 6DIG obtained data reduction was also made. The results show: (1) improvement of the method data reduction reproducibility in the heart with factor analysis technique, (2) a possibility to reduce radioactivity acquisition time to muscle IR measurement, (3) the need of blood sample to use mathematical modeling in the data reduction., Les prévalences de l'obésité et du diabète de type 2 sont en nette augmentation et ces deux pathologies sont étroitement liées. Le diabète de type 2 est caractérisé par une incapacité des cellules b du pancréas à sécréter de l'insuline et par un défaut de transport du glucose en réponse à l'insuline dans les tissus insulino-sensibles (ou insulino-résistance, IR) : le muscle squelettique, le cœur et le tissu adipeux. L'utilisation d'un traceur du transport du glucose marqué à l'iode radioactif, le 6DIG, permet d'évaluer l'IR de façon non-invasive dans le cœur et le muscle squelettique. L'objectif de ce travail était d'étudier le développement éventuel de l'IR chez des animaux rendus obèses par des régimes enrichis en lipides et/ou en glucides. Aucune IR n'a été mise en évidence au cours des trois mois d'expérience dans le modèle animal d'obésité induite par régime alimentaire. Des études visant à optimiser le traitement des données obtenues avec le 6DIG ont également été réalisées. Celles-ci nous ont permis de montrer : 1- une amélioration de la reproductibilité de la méthode de mesure de l'IR cardiaque par utilisation de l'analyse factorielle, 2- la faisabilité d'une diminution de la durée des acquisitions de la radioactivité pour la mesure de l'IR musculaire, 3- la nécessité de réaliser des prélèvements sanguins pour l'utilisation de la modélisation mathématique afin de traiter les données.

Insulin resistance (IR) is a key defect in the development of many metabolic complications, such as Metabolic Syndrome and type 2 diabetes. Assessment of IR is of great clinical interest. There are no accurate and convenient procedure for insulin resistance measurement available in clinical practice. [123I]6-deoxy-6-iodo-D-glucose (6DIG) has been developed as a new tracer of glucose transport. An experimental protocol and a compartmental model were developed to study 6DIG transport in myocardium, and provide a cardiac IR index. The aim of this study was first to valide this cardiac IR index, second to develop a protocol for muscle IR index with 6DIG, and third to group this two protocols in one, transposable in humans. Results show that cardiac IR index is reproducible and sensitive. An empirical descriptor (ED), based on an analysis of tissue-activity curves has been develop. It is reproducible and sensitive. Mathematical modelisation permit to estimate 6DIG transport in skeletal muscle, and provide a muscle IR index. An ED, correlated with index values, has been developed. Skeletal muscle and myocardic IR index are significantly correlated with GIR, provided by the gold standard assessment of IR, the hyperinsulinaemic glucose clamp. ED are well correlated with GIR but no significantly. The two ED measured during the same experimental protocol, are reproducible and sensitive. Results are very encouraging for further use in Nuclear Medicine in humans, and for physiopathological studies in animals., L'insulino-résistance (IR), est un défaut métabolique clef dans le développement de nombreuses anomalies métaboliques, et augmente considérablement le risque de maladies cardiovasculaires. Le dépistage précoce de l'IR, est donc d'un intérêt clinique majeur. Parmi les techniques de mesure de l'IR, aucune n'est applicable en routine clinique. L'UMR_S 877 a développé un analogue iodé du glucose, le [123I]-6-déoxy-6-iodo-D-glucose (6DIG), traceur pur du transport du glucose. Un protocole de mesure a été développé pour étudier le transport du 6DIG dans le cœur, et fournir un index R d'IR cardiaque. L'objectif de mon travail consiste à valider l'index d'IR cardiaque, à développer une méthode de mesure de l'IR dans le muscle squelettique avec le 6DIG, et de regrouper ces deux méthodes en un seul protocole transposable chez l'homme. Les résultats montrent que l'index cardiaque est reproductible et sensible, il est validé. Un descripteur empirique (DE), basé sur l'analyse des cinétiques tissulaires a été développé. Il est également reproductible et sensible. Le transport du 6DIG dans le muscle squelettique peut être modélisé et fournir un index d'IR musculaire. Un DE musculaire corrélé aux valeurs d'index du modèle mathématique a été recherché. Les index d'IR cardiaques et musculaires corrèlent significativement avec le GIR, obtenu avec la méthode de référence de mesure de l'IR, le clamp euglycémique hyperinsulinémique. Les deux DE, mesurés simultanément lors d'un même protocole, sont reproductibles et sensibles. Ces résultats permettent d'envisager l'utilisation du 6DIG chez l'homme, et pour des études physiopathologiques chez l'animal.

Insulin resistance (IR) is a key defect in the development of many metabolic complications, such as Metabolic Syndrome and type 2 diabetes. Assessment of IR is of great clinical interest. There are no accurate and convenient procedure for insulin resistance measurement available in clinical practice. [123I]6-deoxy-6-iodo-D-glucose (6DIG) has been developed as a new tracer of glucose transport. An experimental protocol and a compartmental model were developed to study 6DIG transport in myocardium, and provide a cardiac IR index. The aim of this study was first to valide this cardiac IR index, second to develop a protocol for muscle IR index with 6DIG, and third to group this two protocols in one, transposable in humans. Results show that cardiac IR index is reproducible and sensitive. An empirical descriptor (ED), based on an analysis of tissue-activity curves has been develop. It is reproducible and sensitive. Mathematical modelisation permit to estimate 6DIG transport in skeletal muscle, and provide a muscle IR index. An ED, correlated with index values, has been developed. Skeletal muscle and myocardic IR index are significantly correlated with GIR, provided by the gold standard assessment of IR, the hyperinsulinaemic glucose clamp. ED are well correlated with GIR but no significantly. The two ED measured during the same experimental protocol, are reproducible and sensitive. Results are very encouraging for further use in Nuclear Medicine in humans, and for physiopathological studies in animals.; L'insulino-résistance (IR), est un défaut métabolique clef dans le développement de nombreuses anomalies métaboliques, et augmente considérablement le risque de maladies cardiovasculaires. Le dépistage précoce de l'IR, est donc d'un intérêt clinique majeur. Parmi les techniques de mesure de l'IR, aucune n'est applicable en routine clinique. L'UMR_S 877 a développé un analogue iodé du glucose, le [123I]-6-déoxy-6-iodo-D-glucose (6DIG), traceur pur du transport du glucose. Un protocole de mesure a été développé pour étudier le transport du 6DIG dans le cœur, et fournir un index R d'IR cardiaque. L'objectif de mon travail consiste à valider l'index d'IR cardiaque, à développer une méthode de mesure de l'IR dans le muscle squelettique avec le 6DIG, et de regrouper ces deux méthodes en un seul protocole transposable chez l'homme. Les résultats montrent que l'index cardiaque est reproductible et sensible, il est validé. Un descripteur empirique (DE), basé sur l'analyse des cinétiques tissulaires a été développé. Il est également reproductible et sensible. Le transport du 6DIG dans le muscle squelettique peut être modélisé et fournir un index d'IR musculaire. Un DE musculaire corrélé aux valeurs d'index du modèle mathématique a été recherché. Les index d'IR cardiaques et musculaires corrèlent significativement avec le GIR, obtenu avec la méthode de référence de mesure de l'IR, le clamp euglycémique hyperinsulinémique. Les deux DE, mesurés simultanément lors d'un même protocole, sont reproductibles et sensibles. Ces résultats permettent d'envisager l'utilisation du 6DIG chez l'homme, et pour des études physiopathologiques chez l'animal.

The development of nuclear medicine implies the search for new isotopes but also for new vectors specific of functions or metabolic pathways. We investigated new radiopharmaceuticals intended for new diagnostic approaches of two physiopathological mechanisms frequently met in our populations: the atherosclerosis vulnerable plaque and the tumor angiogenesis. We studied and optimized the iodine and 99m-technetium radiolabelling, of a series of peptides in order to allow the in vivo use of these tracers for imaging studies in animals and possibly in humans. The radioiodination was carried out by electrophilic substitution, and technetium was linked by a tricarbonyle BFCA (IsoLink). The reaction parameters were defined so that the labelling reaction presents a high radiochemical purity (>95%), and a high specific activity. The reactions are fast and reproducible. Various physicochemical properties: liposolubility, stability of labelling, and pharmacokinetic properties: nonspecific binding, metabolization and organ biodistribution of peptides in animal model, were studied. These results indicate which peptide may be a suitable candidate for targeting trials.; Le développement de la médecine nucléaire passe par la recherche de nouveaux isotopes mais aussi de nouveaux vecteurs spécifiques de fonctions ou de voies métaboliques. L'équipe INSERM E0340 développe de nouveaux radiotraceurs destinés à de nouvelles approches diagnostiques de deux mécanismes physio-pathologiques fréquemment rencontrés dans nos populations : la plaque d'athérome vulnérable et la néoangiogenèse tumorale. Nous avons mis au point et optimisé le radiomarquage, à l'iode et au technétium 99m, d'une série de peptides afin de permettre l'utilisation de ces traceurs pour des études d'imagerie in vivo chez l'animal puis chez l'homme. La radioiodation a été effectuée par substitution électrophile, et le technétium a été fixé par l'intermédiaire d'un petit synthon tricarbonyle (IsoLink). Les paramètres de réaction ont été définis afin que la réaction de marquage présente un haut rendement de marquage, et une forte activité spécifique. Les réactions sont rapides et reproductibles et la mise en forme compatible avec une utilisation in vivo. Les différentes propriétés physico-chimiques : liposolubilité, stabilité du marquage, et les propriétés pharmacocinétiques : pourcentage de liaison non spécifique, métabolisation, biodistribution des peptides, ont été mesurés. Les études ont permis de sélectionner le radioligand présentant les meilleurs critères pour une utilisation in vivo en imagerie.

The development of nuclear medicine implies the search for new isotopes but also for new vectors specific of functions or metabolic pathways. We investigated new radiopharmaceuticals intended for new diagnostic approaches of two physiopathological mechanisms frequently met in our populations: the atherosclerosis vulnerable plaque and the tumor angiogenesis. We studied and optimized the iodine and 99m-technetium radiolabelling, of a series of peptides in order to allow the in vivo use of these tracers for imaging studies in animals and possibly in humans. The radioiodination was carried out by electrophilic substitution, and technetium was linked by a tricarbonyle BFCA (IsoLink). The reaction parameters were defined so that the labelling reaction presents a high radiochemical purity (>95%), and a high specific activity. The reactions are fast and reproducible. Various physicochemical properties: liposolubility, stability of labelling, and pharmacokinetic properties: nonspecific binding, metabolization and organ biodistribution of peptides in animal model, were studied. These results indicate which peptide may be a suitable candidate for targeting trials., Le développement de la médecine nucléaire passe par la recherche de nouveaux isotopes mais aussi de nouveaux vecteurs spécifiques de fonctions ou de voies métaboliques. L'équipe INSERM E0340 développe de nouveaux radiotraceurs destinés à de nouvelles approches diagnostiques de deux mécanismes physio-pathologiques fréquemment rencontrés dans nos populations : la plaque d'athérome vulnérable et la néoangiogenèse tumorale. Nous avons mis au point et optimisé le radiomarquage, à l'iode et au technétium 99m, d'une série de peptides afin de permettre l'utilisation de ces traceurs pour des études d'imagerie in vivo chez l'animal puis chez l'homme. La radioiodation a été effectuée par substitution électrophile, et le technétium a été fixé par l'intermédiaire d'un petit synthon tricarbonyle (IsoLink). Les paramètres de réaction ont été définis afin que la réaction de marquage présente un haut rendement de marquage, et une forte activité spécifique. Les réactions sont rapides et reproductibles et la mise en forme compatible avec une utilisation in vivo. Les différentes propriétés physico-chimiques : liposolubilité, stabilité du marquage, et les propriétés pharmacocinétiques : pourcentage de liaison non spécifique, métabolisation, biodistribution des peptides, ont été mesurés. Les études ont permis de sélectionner le radioligand présentant les meilleurs critères pour une utilisation in vivo en imagerie.