Les traitements actuels de l’AVC ischémique ont pour but la restauration de la perfusion cérébrale en éliminant le thrombus qui occlut l’artère par injection d’un agent thrombolytique (thrombolyse) ou mécaniquement, en retirant le caillot par voie endovasculaire (thrombectomie). Les études cliniques ont montré la présence de thrombi au niveau de la microcirculation chez les patients, même après une recanalisation réussie de l’artère occlue. Ce phénomène est par ailleurs associé à l’apparition de déclins cognitifs et de démences. Cependant les outils de diagnostics habituellement utilisés dans l’imagerie à la phase aigüe de l’AVC ne permettent pas d’établir précisément la présence et l’étendue de cette microthrombose. Nous proposons, dans ce travail de thèse, l’utilisation de l’IRM moléculaire pour le diagnostic de la microthrombose. Nous avons développé un agent de contraste basé sur des nanoparticules superparamagnétiques d’oxydes de fer conglomérées dans une matrice de polydopamine biodégradable. Nos résultats suggèrent un ciblage spécifique de l’agent de contraste aux microthrombi in vitro, sur des microthrombi formés à partir de sang humain de volontaires sains, et in vivo sur un modèle d’AVC thromboembolique murin. Nous avons montré son efficacité pour l’IRM moléculaire de la microthrombose en préclinique, et mis en évidence l’apport diagnostic que représente le suivi des microthrombi dans le cadre de la thrombolyse. Nous avons enfin observé la biodégradabilité de ce nouvel agent de contraste, ce qui nous permet d’envisager la translation de cette approche en clinique, pour améliorer la prise en charge des patients victimes d’AVC ischémiques.