Mise au point de biopuces à peptides et à polysaccharides et étude d'interactions biomoléculaires

par Olivier Carion

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Biomolécules

Sous la direction de Oleg Melnyk.

Soutenue en 2005

à Lille 2 .


  • Résumé

    Le développement des méthodes de production et d'isolement des peptides et des polysaccharides a amené la création de nouveaux outils pour l'analyse d'interactions à haut débit. Les biopuces à peptides et à polysaccharides ont été conçues pour répondre à ce besoin avec des applications dans le domaine médical et dans le sérodiagnostic. Ces nouveaux outils nécessitent des développements et des améliorations pour exploiter pleinement leur potentiel. La première partie de ma thèse a consisté à caractériser des biopuces à peptides sur lames de verre obtenues par la réaction chimiosélective de peptides modifiés par une fonction α-oxo aldéhyde avec une surface présentant des fonctions semicarbazide. La caractérisation a été réalisée à l'échelle macroscopique (angle de goutte, test de chimisorption/physisorption) et microscopique (AFM). Les études ont permis de mettre en évidence les limites des biopuces sur lame de verre (nature et rugosité du support, surface spécifique, structure tridimensionnelle et nombre des biomolécules dans un dépôt). A partir de ces expériences, nous avons élaborer une biopuce sur polycarbonate grâce au dépôt de nanoparticules de silice modifiées qui assurent la microfonctionnalisation locale du support par des fonctions semicarbazides. Les études de chimisorption/physisorption et de la taille des nanoparticules ont permis d'optimiser l'efficacité et la spécificité de l'immobilisation. Des tests d'interactions biomoléculaires peptides/anticorps sont également décrits. La deuxième partie du travail a consisté à mettre au point de biopuces à polysaccharides pour étudier les interactions entre des polysaccharides modifiés, les DMCBSu (Dextran MéthylCarboxylate Benzylamide Sulfate) et le facteur de croissance PDGF-BB. Le PDGF-BB est impliqué dans la formation de tissus granuleux dans des processus de régénérescence de blessures curatives. Les DMCBSu testés sont des polymères semi-synthétiques, modifiés par des fonctions carboxyméthyle, benzylamide et sulfate, mimant les propriétés de glycoaminoglycannes comme les héparanes sulfates. L'ajout des DMCBSu permet de potentialiser l'action de PDGF-BB sur la prolifération de fibroblastes in vitro. Les résultats de l'interaction, entre PDGF-BB et la chimiothèque de DMCBSu, immobilisés par adsorption, démontrent que la préparation des biopuces à polysaccharides sur des lames de verre semicarbazide est un outil efficace pour l'étude des interactions polysaccharides/facteur de croissance. Cette étude a montré que l'utilisation des biopuces permet d'une part, d'établir rapidement la relation structure-activité et d'autre part, de sélectionner les meilleurs polysaccharides interagissant avec la protéine d'intérêt.


  • Résumé

    The development of new methodologies for the production and isolation of peptides and polysaccharides has required the fabrication of new devices allowing a high-throughput screening. Peptides and polysaccharides microarrays have been developed to answer this need. Application of those techniques may be found both in the medical and serodiagnosis fields. Development and optimization of these new tools are needed to attain microarrays full analysis potential. The first part of my thesis consisted in the characterization of peptides microarrays on glass slides. To do so, we performed chemoselective reactions between modified α-oxo aldehyde peptides and semicarbazide coated surface. Characterisation as been done in a macroscopic scale (contact angle, chemisorption/physisorption) and microscopic scale (AFM). Studies showed the limits of glass slides microarrays (nature and rugosity of the medium, surface specificity, tridimentional structures and number of molecules in a spot). From those experiments, we design a new kind of microarrays based on the use of polycarbonates. The polymer was locally micro-functionalized using silica nanoparticules coated by semicarbazides functions. Chemisorption/physisorption and nanoparticules size studies allowed optimizations of the ligation process specificity and efficency. In this first step, we also described biomolecular interactions between peptides and antibodies. The second part of this work allowed the development of polysaccharides microarrays to study interactions between modified polysaccharides DMCBSu (dextranmethylcarboxylate benzylamide sulfate), and PDGF-BB growth factor. PDGF-BB is implied in the regeneration of tissues during chronic wound healing. Tested DMCBSu are semi-synthetic polymers, modified by carboxymethylation, benzylamidification, and sulfation, thus mimicking glycoaminoglycans, like heparan sulphate. DMCBSu allows in vitro potentializing of PDGF-BB effect on fibroblasts proliferation. The results of the interactions between PDGF-BB and the library of modified dextran, immobilized by adsorption, demonstrate the efficiency of polysaccharides microarrays on semicarbazydes slides as a tool for the study of interactions between them and growth factors. This study also showed that microarrays can establish quickly the relationship between the structure of DMCBSu and the modification of PDGF-BB activity and then to select the polysaccharides providing the stronger interaction level with the studied protein.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (323 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université du droit et de la santé. Service Commun de la Documentation. BU Santé - Learning center.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50.379-2005-27-C
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 7648
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.