Nouvelle approche multimodale et quantitative pour les études in vivo chez le petit animal : couplage de la $\beta$-MicroProbe aux techniques magnétiques et
développement de fantômes de rat et de souris voxelisés
Résumé
Since the last 15 years, animal models that mimic human disorders have become ubiquitous participants to understand biological mechanisms and human disorders and to evaluate new therapeutic approaches. The necessity to study these models in the course of
time has stimulated the development of instruments dedicated to in vivo small animal studies. To further understand physiopathological processes, the current challenge is to couple simultaneously several of these methods. Given this context, the combination of the magnetic and radioactive techniques remains an exciting challenge since it is still limited by strict technical constraints. Therefore we propose to couple the magnetic techniques with the radiosensitive Beta-MicroProbe, developed in the IPB group and which shown to be an elegant alternative to PET measurements. In this context, the thesis was dedicated to the study of the coupling feasibility from a physical point of view, by simulation and experimental characterizations. Then, the determination of a biological protocol was carried out on the basis of pharmacokinetic studies. The experiments have shown the possibility to use the probe for radioactive measurements under intense magnetic field simultaneously to anatomical images acquisitions. Simultaneously, we have sought to improve the
quantification of the radioactive signal using a voxelized phantom of a rat brain. Finally, the emergence of transgenic models led us to reproduce pharmacokinetic studies for the mouse and to develop voxelized mouse phantoms.
time has stimulated the development of instruments dedicated to in vivo small animal studies. To further understand physiopathological processes, the current challenge is to couple simultaneously several of these methods. Given this context, the combination of the magnetic and radioactive techniques remains an exciting challenge since it is still limited by strict technical constraints. Therefore we propose to couple the magnetic techniques with the radiosensitive Beta-MicroProbe, developed in the IPB group and which shown to be an elegant alternative to PET measurements. In this context, the thesis was dedicated to the study of the coupling feasibility from a physical point of view, by simulation and experimental characterizations. Then, the determination of a biological protocol was carried out on the basis of pharmacokinetic studies. The experiments have shown the possibility to use the probe for radioactive measurements under intense magnetic field simultaneously to anatomical images acquisitions. Simultaneously, we have sought to improve the
quantification of the radioactive signal using a voxelized phantom of a rat brain. Finally, the emergence of transgenic models led us to reproduce pharmacokinetic studies for the mouse and to develop voxelized mouse phantoms.
Depuis ces 15 dernières années, les modèles animaux qui miment les pathologies humaines sont devenus incontournables pour comprendre les mécanismes biologiques et les pathologies humaines ainsi que pour évaluer de nouvelles voies thérapeutiques. La volonté
d'étudier ces modèles au cours du temps a stimulé le développement d'instruments dédiés aux études in vivo chez le petit animal. Pour aller plus loin dans la compréhension des mécanismes physiopathologiques, le grand défi actuel est de pouvoir coupler simultanément
plusieurs de ces méthodes. Dans ce cadre, la combinaison des techniques magnétiques et radioactives reste un challenge des plus intéressants mais aussi des plus délicats à réaliser techniquement. C'est pourquoi nous proposons de coupler les techniques magnétiques à la sonde radiosensible b-MicroProbe développée dans le groupe IPB et qui s'est révélée être une alternative aux mesures TEP. Dans ce contexte, le travail de thèse a consisté à étudier la faisabilité de ce couplage d'un point de vue physique, par simulation et par des caractérisations expérimentales. Puis, la mise en place d'un protocole biologique a été effectuée sur la base d'études pharmacocinétiques. Les expériences menées ont montré la possibilité d'utiliser la sonde pour des mesures radioactives sous champ magnétique intense
simultanément à l'acquisition d'images anatomiques. Parallèlement, nous avons cherché à améliorer la quantification du signal radioactif grâce à l'utilisation d'un fantôme voxelisé de cerveau de rat. Enfin, l'émergence des modèles transgéniques nous a conduit à reproduire des études pharmacocinétiques chez la souris et à développer des fantômes voxelisés de souris.
d'étudier ces modèles au cours du temps a stimulé le développement d'instruments dédiés aux études in vivo chez le petit animal. Pour aller plus loin dans la compréhension des mécanismes physiopathologiques, le grand défi actuel est de pouvoir coupler simultanément
plusieurs de ces méthodes. Dans ce cadre, la combinaison des techniques magnétiques et radioactives reste un challenge des plus intéressants mais aussi des plus délicats à réaliser techniquement. C'est pourquoi nous proposons de coupler les techniques magnétiques à la sonde radiosensible b-MicroProbe développée dans le groupe IPB et qui s'est révélée être une alternative aux mesures TEP. Dans ce contexte, le travail de thèse a consisté à étudier la faisabilité de ce couplage d'un point de vue physique, par simulation et par des caractérisations expérimentales. Puis, la mise en place d'un protocole biologique a été effectuée sur la base d'études pharmacocinétiques. Les expériences menées ont montré la possibilité d'utiliser la sonde pour des mesures radioactives sous champ magnétique intense
simultanément à l'acquisition d'images anatomiques. Parallèlement, nous avons cherché à améliorer la quantification du signal radioactif grâce à l'utilisation d'un fantôme voxelisé de cerveau de rat. Enfin, l'émergence des modèles transgéniques nous a conduit à reproduire des études pharmacocinétiques chez la souris et à développer des fantômes voxelisés de souris.
Domaines
Biophysique [physics.bio-ph]
Loading...