Transfert d'acides nucléiques à l'aide de polylysine histidylée et/ou glycosylée : synthèse des polymères et études physicochimiques

Histidylated and/or glycosylated polylysine as nucleic acids carriers

• Auteur / Autrice : Mahajoub Belcym Bello Roufaï
• Direction : Patrick Midoux, Michel Monsigny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et biophysique moléculaires et cellulaires
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polylysine

Acides nucléiques

Transfection

Lectines

Thérapie génique

Résumé

La polylysine (pLK) de 190 résidus substituée à 45-60 % sur les fonctions ?-NH2 par des résidus histidyles (la His-pLK) a été proposée comme vecteur pour le transfert de gène. Elle permet de s'affranchir de l'utilisation d'auxiliaires de passage transmembranaires comme la chloroquine ou les peptides fusiogènes. Nous avons montré que ce système était aussi efficace pour le transfert d'oligonucléotides lorsque la taille de la polylysine était réduite à 19 résidus et qu'elle était substituée par une quinzaine de résidus histidines. Dans le but d'une extension in vivo du système, les caractéristiques physicochimiques des complexes His-pLK/ADN ainsi que l'influence des paramètres physiologiques sur ces caractéristiques ont été étudiées. Ces études nous ont permis de montrer que : 1- la substitution de la pLK par des résidus histidyles permettait de réduire les forces d'interaction et de stabilisation des complexes tout en compactant l'ADN en des particules de 100 à 110 nm de diamètre ayant une charge globale de surface (potentiel ?) positive. Bien que l';histidine soit liée sur la chaîne latérale de la lysine, induisant un léger encombrement, la His-pLK induit sur l'ADN une modification structurale similaire à celle induite par la pLK ; 2- le mode d’action de la His-pLK repose sur la protonation des noyaux imidazoles des résidus histidyles, nous avons montré que cette protonation dans un complexe histidylé a lieu au pH des endosomes précoces ; 3- les complexes histidylés qui s'agrègent en milieu salin, ont en présence de sérum une taille moyenne inférieure à 100 nm et un potentiel ? négatif suite à l'adsorption de protéines sériques. La réduction de taille et l'inversion du potentiel ? n'influencent pas le niveau d'expression d'un gène rapporteur ; 4- il est possible de cibler le transfert de gène par la His-pLK en lui substituant des oses simples ; l'efficacité de la transfection dépend du temps d'incubation des cellules en présence des complexes et est fonction du type cellulaire. Ayant observé que la nature de l'ose fixé sur la His-pLK a une influence sur l'agrégation des complexes cationiques, nous avons montré qu'un motif maltosyle permet d'éviter ce phénomène en milieu salin. La substitution à 5% de la pLK par du maltose permet de stabiliser le complexe formé même lorsque la force ionique atteint 0. 15 M NaCl. Nos travaux ont permis d'élucider les caractéristiques physicochimiques des complexes histidylés et ouvrent la voie à des études in vivo.