Élaboration de nanoassemblages à base de silice mésoporeuse pour des applications en cancérologie

Elaboration of mesoporous silica-based nanoassemblies for cancer applications

• Auteur / Autrice : Eduardo Hernando abad
• Direction : Lucien Saviot, Frédéric Bouyer
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2020
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Carnot-Pasteur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

Mots clés

Mots clés libres

Nanoassemblages

Silice mésoporeuse

Nanovecteur

Nanoassemblies

Mesoporous silica

Nanovector

Résumé

Cette thèse a pour objectif d'élaborer des nanoassemblages pour le développement de nanovecteurs à visée anticancéreuse. Ces nanoassemblages résulteront de l'association de nanoparticules de silice mésoporeuses (MSNs) et de nanoparticules d'or (AuNPs). Les nanoparticules de silice et les nanoparticules d'or seront assemblées par le biais d'un lien clivable sensible au pH. Ce sujet se déclinera autour de trois parties. Une première partie sera dédiée aux nanoparticules de silice mésoporeuses. Les MSNs seront élaborées par voie sol-gel en présence de tensio-actifs structurants. La maîtrise des propriétés morphologiques, structurales ainsi que la chimie de surface des MSNs permettra d'étudier l'influence de ces paramètres sur la stabilité colloïdale des MSNs, la capacité d'encapsulation et de libération de l'agent anticancéreux. Une seconde partie sera consacrée à l'assemblage des nanoparticules de silice et des nanoparticules d'or. Les AuNPs utilisées au cours de la thèse seront greffées en surface des MSNs de sorte à servir de bouchons temporaires et éviter toute libération prématurée de l'agent anticancéreux. Diverses stratégies seront envisagées afin que le lien organique entre les MSNs et les AuNPs soit clivable dans un milieu biologique faiblement acide. La validation du lien sera effectuée par des études de cinétique de libération en fonction du pH en utilisant une molécule modèle. Le dernier volet de la thèse portera sur l'évaluation in vitro de la cytotoxicité des nanoassemblages en présence de diverses lignées de cellules cancéreuses. Une étude préliminaire de la cytotoxicité in vivo des nanoassemblages sera également réalisée.

The objective of the thesis is to elaborate nanoassemblies for the development of nanovectors for anticancer drug delivery. The nanoassemblies will be obtained by the association of mesoporous silica nanoparticles (MSNs) and gold nanoparticles (AuNPs). MSNs and AuNPs will be connected using a cleavable linker sensitive to pH variations. The work will be divided in three parts. The first part of the thesis will be devoted to mesoporous silica nanoparticles. MSNs will be synthesized by a sol-gel route using surfactants as sacrificial templates. The control of the morphological and structural properties of the MSNs and the control of their surface chemistry will allow to study the influence of these parameters on the colloidal stability of the MSNs, the drug loading and the drug delivery kinetics. The second part of the project will concern the elaboration of the assembly of MSNs and AuNPs. Gold nanoparticles will be grafted on the surface of MSNs to play as temporary stoppers in order to prevent any premature drug release. Various strategies will be explored to propose an efficient linker between MSNs and AuNPs that will cleave in slightly acidic biological medium. The efficacy of the linkers will be evaluated based on release kinetic studies at different pH using a model molecule. The last part of the thesis will focus on the biological assessment of the nanoassemblies. The cytotoxicity of the nanoassemblies will be evaluated in vitro in the presence of various cancer cell lines. A preliminary in vivo study of the cytotoxicity will be also realized.