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Escoffre, Jean-Michel. Mécanismes moléculaires et cellulaire de l'électrotransfert de plasmides in vitro

Escoffre, Jean-Michel (2010) Mécanismes moléculaires et cellulaire de l'électrotransfert de plasmides in vitro.

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Résumé en francais

Le transfert de plasmides au sein d'une cellule cible représente un outil clé dans l'étude de fonctions biologiques et dans le développement de nouvelles approches thérapeutiques. Cependant, le transfert de plasmides doit être réalisé avec un minimum d'effets secondaires au niveau de la cellule cible. La technique d'électroperméabilisation est une méthode physique fondée sur la modulation du potentiel électrique transmembranaire natif de la cellule par un champ électrique externe. Cependant, l'utilisation rationnelle de l'électroperméabilisation en pharmacologie et en médecine ne pourra se faire que grâce à une parfaite compréhension des mécanismes impliqués lors de l'électroperméabilisation au niveau membranaire et de ses conséquences cellulaires. Le mécanisme de l'électrotransfert de plasmides est un processus multi-étapes avec une étape d'interaction plasmide/membrane perméabilisée pendant l'application des impulsions électriques, suivi après ces dernières, d'une étape de translocation du plasmide à travers la membrane plasmique. Ce travail de recherche pluridisciplinaire vise à une meilleure compréhension du mécanisme de l'électrotransfert de plasmides. Il intègre l'étude des conséquences membranaires de l'électrotransfert de plasmide et l'étude de l'interaction plasmide/membrane perméabilisée. L'application d'impulsions électriques millisecondes et perméabilisantes induit un désordre membranaire et une rapide translocation des phospholipides dans les régions perméabilisées. La translocation électro-induite des phospholipides n'est pas associée à une perte de la viabilité cellulaire. L'existence du processus multi-étapes de l'électrotransfert de plasmide (perméabilisation membranaire, interaction plasmide/membrane et expression génique) a été confirmé dans différentes lignées cellulaires. Pendant l'application de la première impulsion électrique, les molécules de plasmide migrent par électrophorèse et viennent interagir dans des sites distincts de la région membranaire faisant face à la cathode. L'interaction des molécules de plasmide avec la membrane perméabilisée serait donc un processus rapide (de l'ordre d'une centaine de microsecondes). Les complexes plasmide/membrane se stabilisent en un délai de 200 ms. Un rôle distinct de l'intensité du champ électrique et du nombre d'impulsions électriques a été mis en évidence. Si l'intensité du champ électrique définit la surface membranaire où l'interaction des molécules de plasmide a lieu et de fait, le nombre de spots d'interaction, le nombre d'impulsions électriques définit la quantité de molécules de plasmide présente par complexe. Les complexes plasmide/membrane ainsi formés ne diffusent pas latéralement dans la membrane. Le cytosquelette d'actine n'est pas impliqué dans la formation de ces complexes mais pourrait être impliqué dans le transport intracellulaire des molécules de plasmides. L'électroperméabilisation et l'interaction plasmide/membrane perturbent la mobilité latérale des protéines membranaire du feuillet externe de la membrane plasmique. La combinaison de la sonoporation avec l'électroperméabilisation permet d'améliorer l'efficacité de transfection obtenue par l'électroperméabilisation seule. Le transfert de plasmides par électro-sonoporation est une stratégie prometteuse en thérapie génique.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Rols, Marie-Pierre
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale (IPBS), UMR 5089
Mots-clés libres :Electroperméabilisation - Membrane - Plasmide - Transfection - Imagerie - Fluorescence
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :12 Dec 2011 17:21