Élaboration de membranes phospholipidiques supportées sur des surfaces nanopatternées en vue d'améliorer le criblage des médicaments

Nirasay, Souryvanh (2017). « Élaboration de membranes phospholipidiques supportées sur des surfaces nanopatternées en vue d'améliorer le criblage des médicaments » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en chimie.

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Résumé

Les bicouches lipidiques supportées sur surface solide (s-SLBs) sont largement utilisées pour mimer les membranes biologiques. Elles consistent en une bicouche lipidique continue déposée directement sur un support solide. Cependant, l'existence d'interactions lipide-solide entraîne une perte de la mobilité des lipides et une diminution de la fluidité naturelle des membranes. Un modèle satisfaisant devrait inclure un recouvrement de surface par la bicouche sur de larges régions ainsi que le maintien de la mobilité latérale des lipides, d'une importance déterminante pour garantir un modèle pertinent des biomembranes. La première partie de cette recherche visait à résoudre ce problème en élaborant un modèle de bicouche lipidique supportée par un coussin polymère (p-SLB), dans lequel le polymère agirait en tant que couche lubrifiante entre la membrane et le support solide. Le polymère bioinspiré polydopamine (PDA) a été choisi en raison de son aptitude à former facilement des revêtements minces sur une grande variété de surfaces, avec un contrôle de l'épaisseur en fonction du temps d'immersion du substrat. La caractérisation du polymère a été réalisée par des mesures d'angle de contact, spectroscopie photoélectronique par rayons X (XPS), ellipsométrie et microscopie à force atomique (AFM). Une surface de mica modifié avec la PDA a été utilisée pour supporter des bicouches de phospholipides zwitterioniques de dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC) ou dioléoylphosphatidylcholine (DOPC) ; la phosphatidylcholine étant le phospholipide le plus abondant dans les membranes des cellules eucaryotes. Cependant, la caractérisation par AFM a révélé la formation de patches lipidiques sur la PDA au lieu d'une bicouche continue. Sur la base de considérations électrostatiques, nous avons incorporé un lipide cationique, le 3ß-[N-(N',N'-diméthylaminoéthane) carbamoyl]cholestérol (DC-Chol) dans la composition liposomale afin d'attirer davantage de vésicules à la surface de PDA chargée négativement et ainsi favoriser les interactions vésicules-polymère au cours du processus de fusion de vésicules. Nous avons de nouveau utilisé l'imagerie d'AFM ainsi que des techniques de caractérisation de surface telles que la résonance des plasmons de surface (SPR) et la Microbalance à cristal de quartz avec Dissipation (QCM-D) pour examiner davantage la formation des membranes à la surface du polymère. La microscopie de fluorescence via des expériences de FRAP a été utilisée pour évaluer la mobilité des phospholipides. Les résultats ont prouvé que notre stratégie permettait l'obtention d'une bicouche continue avec plus de 90 % de la surface polymère recouverte par une membrane de DOPC/DC-Chol (70/30). Le film de PDA s'est également avéré efficace pour maintenir la fluidité des bicouches phospholipidiques, améliorant ainsi cette classe de membrane modèle. Le second objectif de cette recherche fut de développer un modèle amélioré du test Parallel Artificial Membrane Permeability Assay (PAMPA). Les tests PAMPA sont largement utilisés dans l'industrie pharmaceutique comme un outil de criblage à haut débit pour prédire l'absorption intestinale des médicaments administrés par voie orale. Ce test mesure la diffusion passive de composés à travers des membranes artificielles constituées de filtres imprégnés avec une solution de lipides dissous dans un solvant organique. L'organisation, la structure et la phase des lipides ne sont pas bien définies dans les membranes PAMPA conventionnelles. Plusieurs limitations reliées à la fluidité membranaire et l'obstruction possible des pores du filtre sont à solutionner. Nous avons préparé nos membranes lipidiques sur filtre nanoporeux en alumine préalablement modifié avec la polydopamine. La formation de bicouches de DOPC/DC-Chol sur le filtre modifié avec la PDA a été réalisée avec succès, comme le confirme nos résultats d'AFM. L'intégrité et la fluidité de nos membranes offrent un modèle synthétique robuste des membranes biologiques. Le fruit de nos travaux pourrait conduire au développement d'une nouvelle plate-forme pour les applications de criblage à haut débit, avec des avantages incluant : une facilité de préparation sans solvant organique, une bonne stabilité et surtout un modèle de membrane pertinent d'un point de vue biologique. Notre PAMPA amélioré contribuerait à accroître la fiabilité des données et, dans un but ultime, réduire le nombre de molécules prometteuses écartées trop tôt dans les premiers stades de développement de médicaments. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : bicouches supportées, bicouches suspendues, filtre nanoporeux, coussin polymère, polydopamine, phospholipide.

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: Claverie, Jérôme
Mots-clés ou Sujets: Membranes lipidiques bimoléculaires / Phospholipides / Polydopamine / Polymères biomimétiques / Nanomatériaux / Parallel Artificial Membrane Permeability Assay (PAMPA) / Criblage à haut débit
Unité d'appartenance: Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 11 oct. 2017 10:48
Dernière modification: 11 oct. 2017 10:48
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/10485

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