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Alors que la répartition du zinc est mal connue dans notre organisme, des variations dans sa distribution peuvent informer du développement de pathologies comme le diabète, le cancer du pancréas ou la maladie d'Alzheimer. Des chercheurs du CNRS et de l'université de Tours ont réussi la toute première détection quantitative du zinc par IRM. Dans ces travaux publiés dans Chemical Communications (1), les propriétés magnétiques et radioactives des lanthanides, des terres rares, ont été utilisées pour surmonter les blocages techniques.
Figure 1: Structure de la sonde pour la détection du zinc et principe
©Célia Bonnet
L'Imagerie par résonance magnétique (IRM) a longtemps été dédiée à la seule imagerie anatomique, mais la technique est progressivement devenue capable de caractériser l'état des tissus: leur pH, la présence d'enzymes, de métabolites, d'ions, etc. L'ion zinc peut ainsi renseigner sur le diabète, le cancer du pancréas ou encore la maladie d'Alzheimer. Face à la difficulté d'observer précisément la répartition de ce métal dans un corps, des chercheurs du Centre de biophysique moléculaire (CBM, CNRS), du laboratoire Conditions extrêmes et matériaux: haute température et irradiation (CEMHTI, CNRS), du laboratoire iBrain (Inserm/CHRU Tours/Université de Tours) ainsi que du Centre d'Imagerie du petit Animal (CIPA, TAAM, CNRS) ont combiné une IRM et une tomographie par émission monophotonique (TEMP), une forme de scintigraphie en trois dimensions, afin d'obtenir la toute première détection quantitative du zinc en contexte physiologique.
La concentration locale de la sonde IRM, qui révèle le zinc, doit toutefois être connue en permanence. Les chercheurs ont résolu le problème en combinant deux lanthanides, le gadolinium(III) et l'165erbium(III), dont les complexes formés avec un même ligand se distribuent de manière identique dans l'organisme. Le premier sert de sonde IRM pour le zinc, rendant ce dernier visible, mais sa concentration n'est pas directement mesurable. L'165erbium(III) ne donne aucun renseignement sous IRM, mais sa détection en TEMP livre sa concentration, ie la concentration locale de la sonde. Le couplage de l'IRM et du TEMP fournit donc tous les éléments nécessaires pour une détection localisée et quantitative du zinc, avec une précision d'environ 20 %.
Note:
(1) Ils en font la couverture intérieure.
Référence publication:
A cocktail of 165Er(III) and Gd(III) complexes for quantitative detection of zinc using SPECT and MRI
Kyangwi P. Malikidogo, Isidro Da Silva, Jean-François Morfin, Sara Lacerda, Laurent Barantin, Thierry Sauvage, Julien Sobilo, Stéphanie Lerondel, Eva Toth, Célia S. Bonnet.
Chem. Commun. 2018, advance article http://dx.doi.org/10.1039/C8CC03407A, p. 7597-7600.
Contact chercheur:
Célia Bonnet, CBM UPR4301 , Université d'Orléans
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