Développement d’une plateforme microfluidique bioanalytique pour quantifier la bio distribution cellulaire d’un médicament // Development of a microfluidic bioanalytical platform to quantify the cellular bio-distribution of a drug

Le mode d'action d’un médicament, ainsi que son efficacité, sont corrélés non seulement à sa capacité à s’accumuler au niveau des tissus pathologiques ciblés, à savoir sa bio distribution tissulaire, mais également à atteindre spécifiquement sa cible moléculaire au sein des cellules. Une accumulation non spécifique d’un médicament dans ces cellules peut être à l’origine d’effets non-désirés, par exemple des effets secondaires lors de chimiothérapies. En d’autres termes, évaluer l’efficacité, la spécificité et l’absence de toxicité d’un médicament nécessite de déterminer précisément et de façon quantitative sa bio distribution cellulaire. Devenus incontournable en oncologie, les conjugués anticorps-médicaments (ADC) permettent une thérapie vectorisée afin de cibler préférentiellement au sein d’une tumeur un sous-ensemble de cellules tumorales exprimant l’antigène reconnu par l’anticorps.

Ces ADC ciblent des cellules tumorales spécifiques exprimant un antigène particulier, limitant ainsi la toxicité pour les tissus sains. Le marquage radioactif des médicaments (3H, 14C) est une méthode clé pour quantifier leur accumulation dans les cellules tumorales et non tumorales, afin d’évaluer la précision du ciblage et éviter les effets secondaires indésirables. Cependant, la détection des faibles émissions de tritium nécessite de nouvelles solutions technologiques. Le projet propose le développement d'une plateforme microfluidique innovante permettant de détecter et quantifier ces isotopes dans des cellules uniques. Cette approche permettra de mieux documenter la distribution des ADC dans des tissus hétérogènes et d’affiner les stratégies thérapeutiques.
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A drug's mode of action and efficacy are correlated not only with its ability to accumulate in the targeted pathological tissues, i.e. its tissue bio-distribution, but also with its ability to specifically reach its molecular target within cells. Non-specific accumulation of a drug in these cells can be the cause of undesired effects, such as side effects during chemotherapy. In other words, assessing a drug's efficacy, specificity and absence of toxicity requires precise, quantitative determination of its cellular bio-distribution. Antibody-drug conjugates (ADCs) have become an indispensable tool in oncology, enabling vectorized therapy to preferentially target a subset of tumor cells expressing the antigen recognized by the antibody.

These ADCs target specific tumor cells expressing a particular antigen, thus limiting toxicity to healthy tissue. Radioactive labeling of drugs (3H, 14C) is a key method for quantifying their accumulation in tumor and non-tumor cells, in order to assess targeting accuracy and avoid undesirable side effects. However, the detection of low-level tritium emissions requires new technological solutions. The project proposes the development of an innovative microfluidic platform to detect and quantify these isotopes in single cells. This approach will enable us to better document ADC distribution in heterogeneous tissues and refine therapeutic strategies.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie
Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire sur l’Organisation Nanométrique et Supramoléculaire
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
Directeur de thèse : Malloggi Florent
Organisme : CEA
Laboratoire : DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS
URL : https://iramis.cea.fr/en/nimbe/lions/pisp/florent-malloggi/
URL : https://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut rayonnement et matière de Saclay
Service : Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie

physique, biophysique, biotechnologie