Application des multicouches de polyélectrolytes au transfert de gène

par Florent Meyer

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Joëlle Ogier.

Soutenue en 2006

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    L’auto assemblage moléculaire est une approche puissante permettant la formation, par des interactions faibles et non covalentes, de nouvelles architectures supramoléculaires telles que des matrices polymériques d’ordre nanométrique ou micrométrique que représentent les multicouches de polyélectrolytes. Les multicouches de polyélectrolytes sont des films pouvant être générés sur tout type de surface quelle que soit leur taille et leur forme offrant un champ d’application vaste, leur fonctionnalisation se faisant, à façon, par des protéines ou des peptides d’intérêts. L’incorporation d’ADN plasmidique tant à remplacer l’utilisation de protéines pour permettre un effet rémanent par création de bio réacteurs in situ représentés les cellules transfectées. Nous avons étudié l’incorporation d’ADN sous forme de complexes avec le PEI linéaire de 22 kDa (polyplexes) dans des multicouches de polyélectrolytes afin de constituer un système de transfection locale en phase solide. L’enfouissement possible de polyplexes dans des architectures composées de polyélectrolytes naturels (CHI, HA) et synthétiques (PLL,PGA,PAH,PSS) permet la création d’architectures composites au comportement variable offrant une accessibilité différée des polyplexes aux cellules cultivées à leur contact. Ces architectures ont montré une capacité de transfection sur divers types cellulaires et quel que soit le type de polyélectrolyte. Néanmoins la nature des polyélectrolytes et des polyplexes influencent la capacité de transfection des architectures. Elle peut être augmentée par adsorption séquentielle de plusieurs couches de polyplexes mais également par incorporation de peptides. L’incorporation dans l’architecture de NDP-MSH à distance des polyplexes a permis de multiplier par trois la capacité de transfection sur des cellules hépatiques de type Huh-7. Ces architectures de polyélectrolytes incorporant différents signaux ouvrent de nouvelles perspectives pour l’ingénierie tissulaire et la vaccination.

  • Titre traduit

    Polyelectrolyte multilayer : Application for surface mediated gene delivery


  • Résumé

    Molecular self-assembly is a powerful approach for fabricating novel supramolecular architectures, by weak and non covalent interaction, as polymeric matrices of nanometric scale like polyelectrolyte multilayers. According to their easy build up on every surface whatever their shape or their size, polyelectrolyte multilayers give large field of application by functionalisation by protein or peptide embedding. Because of the lack stability on time of proteins, gene activated matrices use cell as bioreactor by transfection for prolonged effect. Then we study incorporation of DNA as complexes with linear PEI (22kDa) (polyplexes) into polyelectrolyte multilayers to generate a local transfection vector in a solid state. We demonstrate that polyplexes embedding is possible in architecture constitute of natural (CHI,HA) and synthetics (PLL,PGA,PSS,PAH) polyélectrolytes. Various degradability process of polyelectrolyte multilayer, according to the nature of their constituent, offer specific time accessibility of polyplexes by cell cultivated on these surfaces. All architectures tested exhibit transfection ability on various cell line increasing with incubation time whatever polyelectrolyte nature. But the nature of polyelectrolytes and polyplexes influence transfection in term of efficiency and stability. Efficiency can be boosted by sequential adsorption of polyplexes or by peptide incorporation into the architecture. Transfection efficiency on hepatocyte cell type Huh-7, for example, is raised by incorporation of NDP-MSH. Versatile polyelectrolyte structure exhibiting several signals open new prospects for their use in complex biological process like vaccination or tissue engineering.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (218 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 197-218

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2006;5065
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