STRESS METALLIQUE CHEZ LES MICROORGANISMES ET LES CELLULES EUCARYOTES TOXICITE ET CIBLES DES IONS ET NANOPARTICULES METALLIQUES

par Reem Tambosi

Projet de thèse en Sciences de la vie et de la santé

Sous la direction de Soufian Ouchane et de Sylviane Liotenberg.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Structure et Dynamique des Systèmes Vivants , en partenariat avec Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 15-12-2015 .


  • Résumé

    Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre d'une collaboration, à l'interface de la physique, de la chimie et de la biologie, impliquant deux équipes : l'équipe Adaptation Bactérienne aux changements environnementaux (UMR 9198, CEA, CNRS, Université Paris Sud, Université Paris Saclay), et l'équipe Nanoparticules, Nanostructures, Nanomatériaux (Nano3) du laboratoire Aimé Cotton (UMR 9188, CNRS, ENS Cachan, Université Paris Saclay). Ce projet vise à définir et à comprendre l'activité antibactérienne d'ions et de nanoparticules (NPs) de cuivre (Cu) et d'argent (Ag) tout en étudiant les mécanismes de toxicité de ces mêmes particules à l'égard des cellules eucaryotes (humaines). Le doctorant sera amené (i) à exploiter les données génomiques et physiologiques de la bactérie pourpre photosynthétique Rubrivivax gelatinosus, et (ii), à mettre en évidence les mécanismes de toxicité et les voies métaboliques impliquées dans deux modèles cellulaires humains (cellules pulmonaires et cutanées). Les objectifs de ce projet sont principalement : - évaluer l'impact et la compréhension des mécanismes sous-jacents à la toxicité de ces ions/NPs métalliques sur les métabolismes bactériens de la photosynthèse et de la respiration et sur le métabolisme mitochondrial et l'induction du stress oxydant chez les cellules eucaryotes - identifier les gènes bactériens impliqués dans la réponse induite par un excès d'ions/NPs (Ag et Cu) dans le milieu - étudier l'internalisation et les interactions avec les membranes biologiques des ions/NPs métalliques Ces expériences seront menées conjointement au laboratoire I2BC au sein de l'équipe Adaptation Bactérienne aux changements environnementaux et au sein de l'équipe Nano3 du laboratoire Aimé Cotton qui développe une technologie innovante pour la production contrôlée de nanostructures d'argent originales. Les expériences de toxicité sur les cellules eucaryotes seront menées par le doctorant au sein de l'équipe Nano3.

  • Titre traduit

    METAL STRESS IN MICROORGANISMS AND EUKARYOTIC CELLS TOXICITY AND TARGET IONS AND METAL NANOPARTICLES


  • Résumé

    This PhD proposal is a collaborative project gathering physical, chemical and biological skills of two groups: Bacterial Adaptation to Environmental Changes team (I2BC laboratory, UMR 9198, CEA, CNRS, Paris Sud University, Paris Saclay University) and the Nano3 team (Nanoparticles, Nanostructures and Nanomaterials, Aimé Cotton laboratory, UMR 9188, CNRS, ENS Cachan, Paris Sud University, Paris Saclay University). This project aims at defining and understanding the antibacterial mechanisms and activity of copper (Cu) and silver (Ag) ions and nanoparticles (NPs), but also studying and comparing mechanisms of toxicity of these particles against eukaryotic cells (human cells). In the frame of this collaboration, the PhD. student will have (i) to analyze genetic and physiological data of the purple photosynthetic bacterium Rubrivivax gelatinosus and (ii) to highlight toxicity mechanisms and metabolic pathways in two different human cell lines (pulmonary and cutaneous cells). The main objectives of this project are to: - Study the impact and the mechanisms of toxicity of these metallic ions/NPs on the bacterial respiratory/photosynthesis metabolisms and on mitochondrial metabolism and oxidative stress induction in eukaryotic cells - Identify the bacterial genes involved in response to excess (Ag and Cu) ions/NPs in the medium - Study the internalization and interaction of metals ions and NPs with biological membranes These experiments will be carried out in parallel in the team of Bacterial Adaptation to Environmental Changes and in the Nano3 team, which has developed an innovative technology for controlled production of original silver nanostructures, which would be also tested. Cytotoxicity assays will be conducted within the Nano3 team.