Délinéation tumorale

Délimitation tumorale avancée dans la fenêtre NIR-II

Évaluation des marges à haute fidélité et guidage préclinique en temps réel via l’IR VIVO

L’imagerie oncologique en temps réel exige des techniques optiques capables de distinguer les masses malignes des structures saines environnantes avec une clarté absolue et sans ambiguïté. L’imagerie de fluorescence traditionnelle dans les régions du visible ou du NIR-I se heurte souvent à l’autofluorescence des tissus profonds et à une forte diffusion des photons, ce qui obscurcit la précision des marges tumorales. Transférer les diagnostics dans la deuxième fenêtre du proche infrarouge (NIR-II/SWIR, 1000-1700 nm) transforme radicalement ce paysage. En opérant dans une zone d’interaction lumière-tissu minimale, la fluorescence NIR-II atteint une profondeur de pénétration tissulaire allant jusqu’à 10 mm tout en conservant une résolution spatiale exceptionnelle, ce qui en fait une frontière essentielle pour les diagnostics oncologiques de haute précision, la cartographie des ganglions lymphatiques et la chirurgie guidée par l’image.

Le véritable potentiel de cette application se révèle lorsqu’elle est associée à des plateformes de contraste organique de nouvelle génération, telles que les nanoparticules de polymères conjugués (CPN) sur mesure. Des percées récentes démontrent qu’en optimisant l’architecture de la chaîne principale et la taille des particules de polymères organiques synthétiquement évolutifs, on peut libérer une brillance optique extraordinaire, surpassant de plusieurs ordres de grandeur les standards cliniques comme le vert d’indocyanine (ICG). Ces nano-émetteurs avancés cartographient les microenvironnements tumoraux complexes et les structures vasculaires associées avec une stabilité structurelle et colloïdale parfaite. Grâce à leur section efficace d’absorption massive et à leur photostabilité supérieure, ils permettent aux chercheurs de visualiser la micro-vascularisation et de définir des limites malignes nettes à des doses minimales détectables ultra-faibles, éliminant ainsi les risques de dégradation rapide du signal.

C’est le système d’imagerie préclinique corps entier IR VIVO™ de Photon etc. qui rend possibles ces avancées diagnostiques profondes. Spécifiquement conçu pour capturer les faibles signatures infrarouges avec une sensibilité de pointe, le système IR VIVO utilise des matrices de détection à ultra-faible bruit et des combinaisons d’excitation et de filtrage optimisées — comme une excitation laser à 808 nm couplée à un filtrage passe-haut à 1250 nm — pour isoler les photons balistiques purs provenant des tissus biologiques profonds. Cela permet aux laboratoires de cartographier en temps réel la dynamique tumorale, de suivre la biodistribution dans les organes et de résoudre les réseaux capillaires fins avec un rapport signal/bruit remarquable. Qu’il s’agisse de détecter des résidus de tissus malins sous-millimétriques lors d’une résection ou d’évaluer la pharmacocinétique de nouveaux agents théranostiques, l’IR VIVO transforme les données spectrales brutes en feuilles de route physiologiques haute définition.

Domaine d'application

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Fig. 1 – (A) Comparaison de la luminosité de fluorophores NIR-I et NIR-II rapportés, y compris l’ICG, l’IRDye, le FD1080, le Pdot-NIR1125 et les CPN PDFT-TT à deux tailles (138 nm et 76 nm). (B) Stabilité de la taille mesurée par la fluctuation du diamètre hydrodynamique ($D_\text{h}$) au cours du temps (168 h) pour les CPN PDFT-TT ($M_\text{w}$ = 55 kDa ; $d$ = 76 nm) dans des tampons de différents pH. (C) Photostabilité des CPN PDFT-TT et de l’ICG à la même concentration molaire (0,2 nM) dans du sérum physiologique tamponné au phosphate (PBS) sous excitation continue à 808 nm. Image de fluorescence in vivo d’une souris acquise à l’aide d’un filtre passe-long de 1250 nm (LP 1250) (D) avant et (E) 60 minutes après injection dans la veine de la queue de 100 µL de CPN PDFT-TT ($M_\text{w}$ = 55 kDa ; $d$ = 76 nm). (F) Profil d’intensité de fluorescence à travers une veine, acquis avec un filtre LP 1250 60 minutes après l’injection, et ajustement gaussien (courbe bleue). (G) Comparaison de la luminosité entre l’ICG et les CPN PDFT-TT ($M_\text{w}$ = 55 kDa ; $d$ = 76 nm) à des concentrations variables, acquise avec l’imager animalier IR VIVO en utilisant un filtre LP 1250. (H) Biodistribution des CPN PDFT-TT ($M_\text{w}$ = 55 kDa ; $d$ = 76 nm) 120 minutes après injection dans la veine de la queue, montrant l’accumulation dans les principaux organes. Les images ont été acquises à l’aide d’un filtre LP 1250.

Gill, N., Posey, R., Alfaro, B., Garza, H., Tran, J., Mahmud, K. M., Fritz, A. C., Oyshi, T. A., Srivastava, I., Bickel, U., & Tropp, J. (2025). Multivariable Design of a Minimalist Conjugated Polymer Nanoparticle with Bright NIR-II Emission. ChemRxiv. DOI: 10.26434/chemrxiv-2025-h942k.

Pour plus d’information, contactez info@photonetc.com

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