Caractérisation nanostructurale des interactions protéiques avec les membranes bicouches lipidiques : base pour le développement de biocapteurs

Nanostructural characterisation of protein interactions with lipid bilayer membranes: basis for biosensor development

• Auteur / Autrice : Beatrice Barletti
• Direction : Marco Maccarini, Giovanna Fragneto, Donald Martin
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique pour les Sciences du Vivant
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut LAUE LANGEVIN

Mots clés

Mots clés libres

VE-cadherin

Biocapteur

Lipidiques biomimétiques nanostructurées

Glycosylation

Bovine serum albumine

Alpha-fetoprotein

VE-Cadherin

Biosensor

Tethered lipid bilayers

Glycosylation

Bovine serum albumin

Alpha-fetoprotein

Résumé

Ce projet de thèse se situe dans le domaine des biocapteurs basés sur des bicouches lipidiques biomimétiques nanostructurées (tBLM) pour détecter les protéines plasmatiques. Ces protéines sont utilisées comme biomarqueurs de pathologies sévères dont le cancer, mais leur détection est difficile du fait de leur abondance relativement faible. Souvent présents sous forme glycosylée, ils forment des complexes avec les lipides afin d'être transportés dans le sang. Un environnement lipidique est donc un environnement approprié pour un biocapteur, incluant également l'anticorps de capture, pour détecter tous les biomarqueurs liés aux complexes protéine/lipide dans les échantillons de sang. Un biocapteur de preuve de concept utilisant le tBLM connecté à une spectroscopie d'impédance a été développé récemment pour la détection d'un biomarqueur soluble du cancer de la protéine glycosylée VE-cadhérine en utilisant un tBLM produit par SDx Tethered Membranes Pty Ltd. Le doctorant effectuera une caractérisation nanostructurale de l'interaction entre les biomarqueurs peptidiques et protéiques et le tBLM, et identifiera le rôle de la partie lipidique pour moduler l'interaction entre le tBLM et des peptides et protéines spécifiques. Ces résultats fondamentaux serviront de base à des biocapteurs et à des procédures analytiques capables de détecter des protéines biomarqueurs rares à partir d'autres protéines à forte abondance et de fragments lipidiques dans des échantillons de sang. Les biocapteurs envisagés sont basés sur des tBLM nanostructurés dans lesquels nous avons optimisé la composition lipidique pour des interactions protéiques spécifiques

This PhD project is in the field of biosensors based on nanostructured biomimetic tethered lipid bilayers (tBLM) to detect plasma proteins. These proteins are used as biomarkers of severe pathologies including cancer, but their detection is difficult due to their relatively low abundance. Often present in glycosylated form they form complexes with lipids in order to be transported in the blood. A lipidic environment is thus an appropriate environment for a biosensor, also including the capturing antibody, to detect all biomarkers bound to protein/lipid complexes in blood samples. A proof-of-concept biosensor utilising tBLM connected to an Impedance Spectroscopy was developed recently for the detection of a glycosylate protein cancer biomarker soluble VE-cadherin by utilizing a tBLM produced by SDx Tethered Membranes Pty Ltd. The PhD student will perform a nanostructural characterisation of the interaction between peptide and protein biomarkers and tBLM, and will identify the role of the lipid part to modulate the interaction between tBLM and specific peptides and proteins. These fundamental results will provide the basis for biosensors and analytical procedures that can detect scarce biomarker proteins from other high-abundance proteins and from lipidic moieties in blood samples. The biosensors envisaged are based on nanostructured tBLM in which we have optimised the lipid composition for specific proteins interactions