Biocompatibilité et trafic intracellulaire de nanoparticules de silice mésoporeuses

Biocompatibility and intracellular traffic of mesoporous silica nanoparticles

• Auteur / Autrice : Matthieu Fisichella
• Direction : Tobias Hévor, Marie-Louise Saboungi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 23/03/2009
• Etablissement(s) : Orléans
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire de Neurobiologie
• Jury : Président / Présidente : Igor Chourpa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tobias Hévor, Marie-Louise Saboungi, Igor Chourpa, Alberto Bianco, Jean-Luc Daval, Martine Guérin, Jean-François Tranchant, Jean-Paul Salvetat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alberto Bianco, Jean-Luc Daval
• DOI : 10.70675/f1208934z2b05z4044zabdbz894f60ae9060

Mots clés

Mots clés contrôlés

Silice

Toxicologie cellulaire

Endocytose

Biomolécules actives

Mots clés libres

Nanoparticules de silice mésoporeuses

Trafic intracellulaire

Mesoporous silica nanoparticles

Intracellular traffic

Résumé

De part leurs propriétés physiques et chimiques, les nanoparticules de silice mésoporeuses (MSNs) sont de bonnes candidates pour la délivrance de principes actifs. Cependant, leurs toxicités et leurs devenirs intracellulaires sont largement méconnus. Au cours de ces travaux, nous avons étudié la cytotoxicité et l’endocytose de MSNs. Nous avons montré que les MSNs peuvent être endocytées par une variété de lignées cellulaires et par des astrocytes de rat en culture sans signe apparent de cytotoxicité importante. Ces nanoparticules ne présentent pas une toxicité observable in vivo chez des souris. Après avoir montré que l’endocytose des MSNs s’effectue par la voie des puits de clathrines, nous avons procédé à la délivrance intracellulaire d’une protéine. Nous avons montré un échappement des lysosomes de cette protéine grâce aux MSNs. En couplant l’acide folique aux MSNs, les cellules tumorales ont été ciblées. Lors de ces études, nous avons également montré que l’un des tests les plus utilisés en toxicologie surestime la cytotoxicité des MSNs. Cette surestimation est due à une modification du trafic intracellulaire. Nos travaux ont montré que les MSNs sont endocytés sans nuire à la viabilité cellulaire, ce qui nous a permis de réaliser les premiers essais de délivrances de principes actifs avec nos nanoparticules.

Due to their physical and chemical properties, the mesoporous silica nanoparticles (MSNs) are good candidates for drug delivery applications. However, their toxicity and their intracellular trafficking remain unclear. During these works, we studied the cytotoxicity and the endocytosis of MSNs. We showed that the MSNs can be internalised by a variety of cell lines and rat astrocytes in culture without visible sign of important cytotoxicity. These nanoparticles did not present an observable in vivo toxicity in mice. Then we showed that the endocytosis of the MSNs was made by the clathrines coated pits and we proceeded to the intracellular delivery of a protein. We showed an escape of the lysosomes of this protein due to MSNs. Such an internalised protein escaped from lysosomes under the effect of MSNs. After linking folic acid to MSNs, we are able to target tumoral cells with these nanoparticles. During the preceding studies we observed that one of the most used tests in toxicology overestimated the cytotoxicity of MSNs because the latter nanoparticles modified intracellular traffic. Our works showed that the MSNs are internalized without damaging the cellular viability and we made the first experiments of drug delivery using our nanoparticles.