Microarrays fonctionnels de gouttes : de la synthèse chimique combinatoire au criblage de molécules bioactives

par Laurent Mugherli

Thèse de doctorat en Biotechnologie, santé et management

Sous la direction de Maxim Balakirev.

Soutenue en 2006

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Les microarrays, assemblages organisés d'entités chimiques, biologiques ou cellulaires sont en pleine expansion, car ils présentent un potentiel élevé en recherche fondamentale et appliquée. La mise en oeuvre de la technologie microarray repose sur trois méthodes essentielles: la chimie de surface pour la fonctionnalisation des supports, l'utilisation de technologies de précision micrométrique pour fabriquer les microarrays et la détection. Parmi toutes les applications, les microarrays visant à détecter l'activité enzymatique ont connus un développement rapide car ils permettent de tester l'efficacité d'un grand nombre de substrats ou d'inhibiteurs en parallèle. Les protéases, enzymes indispensables aux organismes vivants, et cibles thérapeutiques reconnues, sont des modèles biologiques de choix pour les études d'activité enzymatique sur microarray. La synthèse chimique sur puce n'est en revanche pas très développée. La technologie développée au sein du laboratoire nous permet de former sur quelques cm2 des microarrays de centaines de microgouttes constituant chacune un microréacteur indépendant. Le but de cette thèse est d'appliquer pour la première fois cette technologie à la synthèse chimique et à l'étude de l'activité protéolytique, avant de combiner de manière novatrice les deux approches pour réaliser un criblage. L'application de ces microarrays en synthèse chimique a été utilisée avec succès pour la synthèse d'une banque de molécules chimiques et pour la recherche combinatoire de nouveaux fluorophores. En ce qui concerne l'enzymologie, l'observation de la protéolyse a été validée en utilisant trois types de substrats fluorogènes, dans un premier temps avec la papaïne, puis avec une métalloprotéase, et enfin avec la protéase virale NS3 du virus de l'hépatite C. Finalement, l'utilisation séquentielle de la synthèse chimique et de la biochimie sur un même microarray, qui constitue une approche inédite, a été dédiée à la recherche de nouveaux inhibiteurs de la protéase virale NS3. Ce criblage a conduit à la découverte de molécules potentiellement intéressantes comme agents antiviraux.


  • Pas de résumé disponible.

  • Titre traduit

    Functional droplet microarrays : from combinatorial chemical synthesis to bioactive molecules screening


  • Résumé

    Microarrays are orderly arrangement of chemical, biological or cellular entities. This research field is rapidly growing because of high expectations in fondamental and applied sciences. The microarray technology is supported by three main methods: surface chemistry for slides functionnalisation, accu rate technologies for manufacturing, and detection. Among possible applications, studying enzymatic activity is of high interest as it allows for monitoring the behaviour of enzymes in parallel, in the presence of a variety of substrates or inhibitors. Proteases play a key role in ail living organisms and are therapeutic targets of choice, which make them promising enzymological models for microarrays. Fast creation of microarrays made of hundreds of separated microdroplets on surface of a few cm2 is achieved with the technology developed in our lab. Each droplet behaves as an individual microreactor. The aim is to use for the first time this technology for chemical synthesis and proteolysis monitoring. These two approaches are th en to be combined in an original way to carry out a screening experiment. These microdroplets arrays were applied successfully to chemical synthesis of a library of inhibitors as weil as for the screening of fluorescent products. Enzymology on chip was performed with papaïn, a metalloprotease and HCV protease NS3, using three different kinds of fluorogenic substrates. Finally, a sequential method based on the library assembly by chemical synthesis on microarray, followed by NS3 assay on the same microarray was tried for the first time and applied to the screening of NS3 inhibitors. Promising hits displaying were discovered.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (240 p. )
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-196

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0270
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0270/D
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