Laurence Motte, Corinne Illoul, Hanene Belkahla, Joana C. Antunes, Yoann Lalatonne, Christophe Hélary, Véronique Gigoux, Erwann Guénin, Thibaud Coradin, Odile Sainte Catherine, Martine Jandrot-Perrus, Clément Journé, Laboratoire de Recherche Vasculaire Translationnelle (LVTS (UMR_S_1148 / U1148)), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Cité (UPCité)-Université Sorbonne Paris Nord, Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Hôpital Avicenne [AP-HP], Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP), Laboratoire de physique et chimie des nano-objets (LPCNO), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Transformation Intégrée de la Matière Renouvelable (TIMR), Université de Technologie de Compiègne (UTC), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Paris (UP)-Université Sorbonne Paris Nord, Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Gestionnaire, HAL Sorbonne Université 5, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes (IRSAMC), and Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
International audience; Fibrosis is characterized by a pathologic deposition of collagen I, leading to impaired function of organs. Tissue biopsy is the gold standard method for the diagnosis of fibrosis but this is an invasive procedure, subject to sampling errors. Several non-invasive techniques such as magnetic resonance imaging (MRI) using non-specific probes have been developed but they are not fully satisfying as they allow diagnosis at a late stage. In this study, collagelin, a collagen-binding peptide has been covalently linked using click chemistry to pegylated Ultra Small Super Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles (USPIO–PO–PEG–collagelin NPs) with the aim of diagnosing fibrosis at an early stage by MRI. USPIO–PO–PEG–collagelin NPs showed a high affinity for collagen I, two times higher than that of free collagelin whereas not peptide labeled USPIO NPs (USPIO–PO–PEG-yne) did not present any affinity. NPs were not toxic for macrophages and fibroblasts. Diffusion through collagen hydrogels concentrated at 3 and 10 mg mL−1 revealed a large accumulation of USPIO–PO–PEG–collagelin NPs within the collagen network after 72 hours, ca. 3 times larger than that of unlabeled USPIO, thereby evidencing the specific targeting of collagen I. Moreover, the quantity of USPIO–PO–PEG–collagelin NPs accumulated within hydrogels was proportional to the collagen concentration. Subsequently, the NPs diffusion through collagen hydrogels was monitored by MRI. The MRI T2 time relaxation decreased much more significantly with depth for USPIO–PO–PEG–collagelin NPs compared to unlabeled ones. Taken together, these results show that USPIO–PEG–collagelin NPs are promising as effective MRI nanotracers for molecular imaging of fibrosis at an early stage.