Conception et synthèse directe de peptide-polysiloxane. Vers une nouvelle génération de matériaux hybrides pour des applications biologiques

par Julie Martin

Thèse de doctorat en Ingénierie Biomoléculaire

Sous la direction de Gilles Subra.

Thèses en préparation à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques Balard , en partenariat avec IBMM - Institut des Biomolécules Max Mousseron (laboratoire) .


  • Résumé

    Les travaux de recherches de cette thèse concernent la conception et la synthèse de nouveaux matériaux hybrides basés sur un squelette polysiloxane. Pour cela, plusieurs molécules ont été silylées dans le but d'être incorporées dans une chaine de silicone multifonctionnel. En effet, au contraire des approches de post-greffages, nous avons mis au point une copolymérisation directe de ces macromonomères hybrides présentant une fonction methyldihydroxysilane avec du dichlorodimethylsilane (DCDMS). Plusieurs types de biomolécules ont été silylées : peptides, médicaments, sondes pour l'imagerie, chacune de ces molécules apportant des propriétés particulières au matériau final. Trois principales applications sont présentées : (i) la synthèse directe de film de silicone réticulés bioactifs, (ii) la préparation de nanoparticules (NPs) de silicone multifunctionnel (iii) ou des polyplexes. Des films de PDMS bioactifs (antibactériens ou promouvant l'adhésion cellulaire) réticulés ont été obtenus par copolymérisation de macromonomères hybrides peptidiques avec du DCMS et des monomères silane ou vinyl silane permettant une réticulation par hydrosilylation. Les NPs de silicone hybride sont issues de l'introduction de plusieurs macromonomères hydrophiles de 0.5 à 1mol% par rapport au DCDMS. Des ligands peptidiques ciblant les cellules cancéreuses, du PEG et du méthotrexate, tous trois silylés, ont été préparés et copolymérisés. Enfin, nous présentons les résultats préliminaires obtenus pour la préparation de polyplexes de siRNA basés sur la polymérisation in situ de peptides hybrides possédant des séquences riches en histidine et lysine.

  • Titre traduit

    Design and direct synthesis of peptide-branched polysiloxane. Towards new generation of hybrid biomaterials


  • Résumé

    The purpose of this PhD work was the design and synthesis of new hybrid biomaterials based on a polysiloxane backbone. To do so, several biomolecules were silylated, in order to be incorporated in a multifunctional silicone backbone by a bottom-up strategy. Indeed, in contrast to post-grafting approaches, we set up the direct copolymerization of hybrid biomolecule macromonomers presenting a methyldihydroxysilyl moiety, with the dichlorodimethylsilane (DCDMS). Different types of biomolecules have been silylated: peptides, drugs and imaging probes, each of them affording specific properties to the final bioorganic silicone material. Three main applications are described: (i) the design and synthesis of bioactive PDMS cross-linked materials, (ii) silicone-based nanoparticules (NPs) and (iii) silicone-based polyplexes. PDMS materials with biological properties, either antimicrobial or cell adhesion, were obtained by copolymerization of hybrid peptide macromonomer with DCDMS, vinyl and silane reagents followed by hydrosilylation. Silicone-based NPs resulted from the introduction of several hydrophilic macromonomers at 0.5 to 1 mol% compared to DCDMS. Hybrid peptide ligands targeting cancer cell receptors, PEG and a drug model (Methotrexate) were prepared and copolymerized. At last, we investigated the preparation of siRNA polyplexes involving LysHis-based hybrid peptide macromonomers by an in situ polymerization method.