Transfert intracellulaire de protéines

Intracellular deliver of proteins

• Auteur / Autrice : Deniz Dalkara
• Direction : Jean-Paul Behr, Guy Zuber
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

Transcription génétique

Thérapeutique cellulaire

Cellules -- Interaction

Protéines

Résumé

Les travaux réalisés au cours de cette thèse ont consisté à mettre au point des méthodes efficaces de transfert de protéines dans le cytoplasme des cellules mammifères. Pour cela, nous avons utilisé des formulations lipides cationiques – protéines, puis étudié l’inter-nalisation de ces complexes dans des cellules. La plupart des approches permettant l'expression spécifique d’une protéine sont fondées sur la vectorisation du gène codant pour cette protéine dans le noyau des cellules. En considérant que le but du transfert de gène est la production de protéines et que les vecteurs synthétiques sont capables d’effectuer efficacement un transfert de macromolécules dans le cytoplasme, nous avons étudié le transfert de protéines par ces mêmes vecteurs. Nous avons donc dans un premier temps étudié le transfert intracellulaire de protéines avec un lipide cationique, le dioctadécylamidoglycyl-spermine ou DOGS. Nous avons étudié l’interaction du DOGS avec l’albumine sérique, et ensuite déterminé les différents paramètres impliqués dans l’obtention de complexes internalisables dans les cellules. Nous avons appliqué cette stratégie pour transférer d’autres protéines avec des propriétés physico-chimiques différentes, et ainsi mieux analyser la contribution de chaque paramètre au processus de complexation et de vectorisation par le DOGS. Nous avons réussi à transférer avec grande efficacité une large variété de protéines anioniques comme des anticorps monoclonaux, une enzyme et une phycobiliprotéine. Au cours de cette thèse, nous avons donc développé une stratégie originale de transfert intracellulaire de protéines, qui devrait nous permettre de transférer in vitro, dans des cellules animales, une large variété de protéines à but thérapeutique ou fonctionnel.

During this thesis we have developped an efficient method for intracytoplasmic protein delivery into mammalian cells. This method employs cationic lipids, previously used in gene delivery, to complex proteins and to transport them into the cytoplasm of cells in culture. In the last decade, the most commonly used approach for protein expression has been the transfection of its gene. Considering that the aim of transfection is to produce proteins and that synthetic vectors are capable of efficient gene delivery to mammalian cells ; we studied direct intracellular protein delivery using these carriers. The direct delivery of functionally active proteins can be helpful in overcoming some bottlenecks of transfection mediated protein production. We thus initiated studying intracellular protein delivery using the cationic lipid DOGS. We studied the interaction of the cationic lipid with bovine serum albumin and determined the different parameters involved in creating complexes that are well internalised by cells. We applied the notions acquired during the intracellular delivery of this model protein to a variety of other proteins with different physico-chemical properties in order to apprehend the contribution of these properties to the processus of complexation and vectorisation by DOGS. We successfully delivered a variety of proteins such as monoclonal antibodies, an enzyme, and a phycobilliprotein into different mammalian cell lines. Furthermore, we demonstrated that the antibodies delivered using this method retain their ability to bind their antigens once they reach the cytoplasm. From this point of view, intracellular protein delivery with cationic lipids can be considered another way to interfere with cellular activities. During this thesis, we have thus developped an original strategy for the intracellular delivery of proteins which will allow us to deliver, in vivo, a large variety of proteins for therapeutic purposes or functional studies.