Le cancer de la prostate est un problème majeur de santé publique, avec plus de 1 million de cas estimés en 2018 dans le monde. La principale stratégie thérapeutique repose sur l’exérèse de la prostate, approche toutefois limitée par un nombre important de marges positives (21 à 37%) augmentant le risque de rechute biologique. Une stratégie prometteuse pour améliorer l’efficacité de la résection tumorale consisterait à guider le geste chirurgical au moyen de sondes fluorescentes et/ou radiomarquées, dirigées vers des antigènes surexprimés par les cellules cancéreuses, et pouvant être détectées par imagerie de fluorescence et/ou radiodétection. Dans ce but des nanoparticules à conversion ascendante (UCNPs), fluorescentes dans le proche infrarouge,biocompatibles, radiomarquées et susceptibles de cibler l’antigène membranaire spécifique de la prostate(PSMA) ont été développées. L’intérêt de cette stratégie repose sur la nature même des UCNPs étudiées qui peuvent être aisément modulées tant en termes de forme, de taille, d’hydrophilie, d’émission de fluorescence et de fonctionnalisation de surface. Plus précisément, des UCNPs « cœur-coquille » dopées par des terres rares ont été synthétisées puis hydrophilisées par divers ligands phosphate, bis et tétraphosphonate pégylés. Après étude de leur stabilité dans différents milieux aqueux, les UCNPs présentant la meilleur biocompatibilité ont été fonctionnalisées en surface, par chimie click, par divers ligands du PSMA et/ou groupement prosthétique fluorescent ou radiomarqué par l’iode-125. Leur cytotoxicité ainsi que leur capacité à cibler les cellules tumorales par inhibition compétitive et cytométrie en flux ont ensuite été évaluées et les données obtenues ont été corrélées à la nature et à la densité des groupements fonctionnels présents à leur surface. Enfin, une étude préliminaire de biodistribution des UCNPs non vectorisées radiomarquées par l’iode-125 a été réalisée sur modèle murin de cancer de la prostate. Les résultats encourageants obtenus tant en termes de vectorisation active que de stabilité in vitro et in vivo, ouvrent la voie à des études in vivo plus poussées afin d’évaluer leur intérêt pour l’imagerie de fluorescence et/ou la radiodétection per-opératoire des cancers de la prostate.