Synthèse de nanoparticules mésoporeuses de silice et encapsulation du cisplatine en vue du ciblage des traitements de chimiothérapie anticancéreuse

par Mathieu Varache

Thèse de doctorat en Chimie - physique

Sous la direction de Florence Baras et de Frédéric Bouyer.

Soutenue le 13-03-2014

à Dijon , dans le cadre de École doctorale Carnot-Pasteur (Dijon) , en partenariat avec Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (Dijon) (laboratoire) et de Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Eric Lesniewska.

Le jury était composé de Florence Bouyer, Bruno Chauffert, Marie-Hélène Delville.

Les rapporteurs étaient Heinrich Hofmann, Bénédicte Lebeau-Talamona.


  • Résumé

    L’objectif de cette thèse est de développer des nanoparticules mésoporeuses de silice (MSNs) capables de libérer un anticancéreux, le cisplatine, dans le milieu intracellulaire de tumeurs solides. Une étude paramétrique montre que les propriétés morphologiques, structurales et texturales des MSNs de type MCM-41, synthétisées par voie sol-gel à partir d’un mélange d’un précurseur de silice (TEOS) et de tensioactif (CTAB), dépendent du pH, de la vitesse d’agitation, de la température et du mode d’extraction du CTAB. La synthèse doit avoir lieu sous atmosphère contrôlée pour éviter la présence en solution d’ions carbonates et d’éthanol à l’origine de ponts entre les particules qui altèrent la stabilité colloïdale des MSNs.Les MSNs ont été fontionnalisées pour contrôler l’affinité chimique du cisplatine pour la surface des MSNs et pour améliorer la stabilité colloïdale des MSNs en milieu physiologique. Des organosilanes (APTES, TESP, MPTES, CEST) et des polymères neutres ou ionisés (PEG, PEI) ont été ajoutés par co-condensation ou par greffage post synthèse tout en préservant les propriétés structurales et texturales des MSNs. Les quantités de cisplatine encapsulées par imprégnation sont plus élevées que par adsorption et dépendent de la fonctionnalisation des MSNs. Les MSNs greffées en surface par la PEI permettent une libération progressive de l’anticancéreux ainsi qu’une cytotoxicité comparable à celle du cisplatine administré seul.Des tests in vitro montrent que les MSNs en l’absence de cisplatine ne présentent pas d’effet cytotoxique jusqu’à une concentration de 200 µg/mL. Une étude par microscopie confocale montre une internalisation des MSNs à partir de 2h de mise en contact avec les cellules.

  • Titre traduit

    Synthesis of mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and encapsulation of cisplatin for targeted cancer therapies


  • Résumé

    The aim of this PhD thesis is to elaborate mesoporous silica nanoparticles (MSNs) able to sustain the release of cisplatin into the intracellular compartments of solid tumors. The parametric study shows that morphological, structural and textural properties of MSNs-MCM-41, synthesized by sol-gel reaction by using TEOS as a silica source and CTAB as a structure-directing agent, depend on pH, stirring speed, temperature and extraction process of CTAB. The synthesis atmosphere has to be controlled in order to avoid the presence of ethanol and carbonate species which are responsible of necks between particles generating unstable suspensions of MSNs.MSNs were functionalized in order to control the interactions between cisplatin and MSNs or to improve their colloidal stability in physiological media.Various silanated organic molecules (APTES, TESP, MPTES, CEST) and neutral or ionised polymers were grafted into the MSNs using a co-condensation approach or a postsynthetic functionalization method while keeping structural and textural properties of MSNs unchanged.The amount of cisplatin encapsulated by using impregnation are higher than those obtained by using adsorption and depend on MSNs fonctionalization. MSNs grafted by PEI allow a sustained drug release and cytotoxic effects similar to cisplatin. In vitro assays show that MSNs devoid of cisplatin are not cytotoxic up to 200 µg/mL. Confocal microscopy study reveals that MSNs internalization is efficient after about 2h of contact with cells.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (xv-246 p.)
  • Annexes : Bibliographie p.209-230. 510 ref

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  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TNSDIJON/2014/07
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