Mise en évidence de l'intégration membranaire de la mitoxantrone à l'échelle de la cellule vivante par spectroscopie Raman SERS et transfert d'énergie de fluorescence

par Gilles Breuzard

Thèse de doctorat en Pharmacie. Biomolécules et dynamique cellulaire

Sous la direction de Jean-Marc Millot.

Soutenue en 2006

à Reims .


  • Résumé

    Dans un modèle cellulaire de résistance multiple, la nature de l'interaction médicament/membrane reste un paramètre encore mal décrit bien qu'important pour définir l'incorporation intracellulaire du xénobiotique. Les objectifs ont été de développer des méthodes spectroscopiques permettant une analyse de l'intégration de la mitoxantrone (MTX) dans un modèle de résistance cellulaire de type BCRP/MXR. D'une part, la spectroscopie SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering) implique un colloïde d'argent extracellulaire permettant une exaltation Raman de molécules en situation membranaire. D'autre part, le transfert d'énergie d'une sonde membranaire fluorescente vers MTX permet de déterminer des paramètres d'intégration du médicament dans les deux feuillets de la membrane. Une exaltation SERS de MTX est observée lorsque le rayonnement laser est focalisé sur un grain de colloïde en contact avec la membrane de cellules traitées par le médicament. Ces résultats sont interprétés comme une intégration partielle de MTX sur la membrane plasmique. De plus, une intensité SERS de MTX trois fois plus importante est observée chez les cellules résistantes, ce qui est assimilée à une accessibilité plus importante de MTX par le colloïde. Par transfert d'énergie de fluorescence, une quantité équivalente de molécules de MTX intégrées dans la membrane entre les deux types cellulaires a été déterminée. En conclusion, la spectroscopie SERS et le transfert d'énergie de fluorescence permettent une analyse sélective de molécules anticancéreuses à l'échelle de la membrane plasmique. Des modifications de la structure membranaire pourraient être à l'origine des différences d'intégration de MTX.

  • Titre traduit

    Membrane integration of mitoxantrome at the range of living cell by Raman SERS spectroscopy and fluorescence energy transfer


  • Résumé

    The nature of drug/membrane interaction remains in the multi-drug resistance an elusive parameter, though important to define the intracellular uptake of xenobiotic. The aims of this work were to develop different spectroscopic methods in order to analyse the insertion mode of mitoxantrone (MTX) in a resistant BCRP/MXR cell model. On the one hand, SERS spectroscopy (Surface-Enhanced Raman Scattering) implicating an extracellular silver colloid to enhance Raman scattering of molecules at the surface of the plasma membrane was used. On the other hand, energy transfer from a membrane fluorescent probe to MTX allowed to determine insertion parameters of MTX in the two leaflets of the membrane. Raman scattering of MTX was observed after focusing the laser on a colloid nanoparticle in contact with the membrane of MTX-treated cells. These results were interpreted as a partial insertion of MTX on the plasma membrane. Moreover, a three-fold SERS intensity increase of MTX was observed for resistant cells, which was explained by a higher xenobiotic accessibility to the colloid. The comparison of insertion time-course investigated by fluorescence energy transfer revealed a similar quantity of membrane-inserted MTX molecules between two cell lines. In conclusion, SERS spectroscopy and fluorescence energy transfer allowed to analyse selectively anticancer molecules at the level of the plasma membrane. Changes of the membrane structure could be at the origin of incorporation differences of MTX.

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Informations

  • Détails : 1 vol.( 196f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f.137-172

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  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne. Bibliothèque universitaire. Section Santé.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SATHP06201
  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire de santé (Paris). Pôle pharmacie, biologie et cosmétologie.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : MFTH 6782
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