DEVELOPPEMENT DE STRUCTURES VESICULAIRES HYBRIDES POLYMERE/LIPIDE COMME MODELES DE MEMBRANE CELLULAIRE ET NANO-MICROREACTEURS BIO-INSPIRES

par Martin Fauquignon

Projet de thèse en Polymères

Sous la direction de Jean-François Le meins.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de Sciences Chimiques , en partenariat avec Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (laboratoire) et de EQ3 - Polymère Auto-Assemblage et Sciences de la Vie (equipe de recherche) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Les liposomes sont des structures vésiculaires artificielles résultant de l'auto-assemblage dans l'eau des phospholipides. Ces systèmes ont fait l'objet de nombreuses études au vu des différents domaines dans lesquels ils peuvent être utilisés : libération contrôlée de principes actifs, modèle de membrane cellulaire, analyse de la structure et du fonctionnement de protéines membranaires, … Cependant ces systèmes présentent des problèmes de stabilité et de perméabilité, ce qui constitue parfois un frein à leurs applications. Plus récemment, les vésicules obtenues à partir de copolymères amphiphiles ont fait leur apparition. L'auto-assemblage de ces polymères conduit à des structures vésiculaires appelées polymersomes. Celles-ci présentent l'avantage, par rapport aux liposomes, de présenter une plus grande résistance thermique et mécanique ainsi qu'une très faible perméabilité. Par ailleur les voies de synthèse des copolymères permettent d'apporter une plus grande versatilité de structures et de fonctionnalités par leur synthèse. Néanmoins, les polymersomes présentent plusieurs inconvénients : leur perméabilité trop faible peut limiter leur utilisation comme vecteurs et ils présentent des limites en termes de possibilité d'insertion de protéines membranaires. A l'inverse, les phospholipides forment des membranes très perméables. Ils comptent aussi parmi les constituants des membranes cellulaires et sont donc l'environnement naturel des protéines membranaires. L'idée de ce projet est de former des structures vésiculaires à partir de ces deux espèces afin de combiner leurs propriétés au sein d'un même objet. Des études récentes ont mis en évidence que la structure de la membrane hybride pouvait être modulée selon la proportion polymère/lipide au sein du mélange, la différence d'épaisseur entre les membranes lipidiques et polymères, l'architecture du copolymère (greffé/tribloc) ou encore la fluidité des phospholipides suivant la température de formation. Les premiers objectifs de cette étude vont être d'étudier l'influence de la structure moléculaire des polymères utilisés sur la morphologie des vésicules, en comparant notamment un copolymère dibloc et un tribloc ou en faisant varier la nature chimique du polymère. On s'intéressera également au procédé d'obtention de ces vésicules, ces structures étant hors équilibre, celui-ci a une importance certaine sur le rendement en vésicules hybrides (limitation du nombre de liposomes et polymersomes « purs ». Enfin une partie importante du projet consistera à évaluer ces structures hybrides comme plateformes d'insertion de protéines membranaires. Il sera intéressant de comparer l'activité des protéines après insertion suivant la morphologie des vésicules, le but étant d'obtenir un système permettant de conserver une activité de la protéine comparable à celle dans un liposome tout en conservant un édifice stable.

  • Titre traduit

    development of HYBRID POLYMER/LIPID VESICLES AS CELL MIMICS AND NANO/MICRO-REACTOR


  • Résumé

    Liposomes are artificial vesicular structures from the self-assembly in water of phospholipids. Those systems had been extensively studied for their potential applications: drug delivery, cell model,stuctural and fonctionality studies of membrane proteins. However those systems suffer from instability and permeability that prevent some applications. Recently vesicular structures had been obtained from amphiphilic block copolymers. These vesicles called polymersomes are stronger and less permeable than their phospholipids counterpart. Nevertheless polymersomes have several drawbacks: low permeability limits their use as vector and membrane protein insertion is limited due to their poor biocompatibility. The idea of this project is form vesicular structure from both phospholipids and polymers to combine their properties.