Etude des mécanismes d’interaction entre des porphyrines dendrimériques et des membranes de cellules tumorales : validation d’un modèle artificiel par une approche cellulaire

Study of the interactions mechanisms between glycodendrimeric porphyrins and tumor cells membranes : assessment of an artificial model with a cellular approach

• Auteur / Autrice : Katia Daghildjian
• Direction : Véronique Rosilio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacotechnie et biopharmacie
• Date : Soutenance le 06/12/2013
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Innovation Thérapeutique : du Fondamental à l'Appliqué (Châtenay-Malabry, Haut-de-Seine ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Galien Paris-Saclay (Châtenay-Malabry, Hauts-de-Seine ; 1998-....) - Physico-chimie, pharmacotechnie, biopharmacie
• Jury : Président / Présidente : Philippe Maillard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Rosilio, Philippe Maillard, Patricia Vicendo, Marcel Garcia, Nathalie Cassoux, Jean-Philippe Michel
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patricia Vicendo, Marcel Garcia

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photochimiothérapie

Porphyrines

Liposomes

Mots clés libres

Photosensibilisateur

Porphyrines glycodendrimériques

Thérapie photodynamique

Rétinoblastome

Modèles membranaires

Spectrométrie de Fluorescence

Culture cellulaire

Cytométrie en flux

Analyse Lipidomique

LC MS

LC DEDL

Infusion de masse

DLS

QCMD

Monocouches

Liposomes

Bicouches planes supportées

Concanavaline A

Phototensitizer

Glycodendrimeric porphyrins- Photodynamic therapy

Retinoblastoma

Membrane model

Fluorescence Sprectrometry

Cell culture

Flow cytometry

LC-MS

LC –DEDL

Mass infusion

DLS

QCMD

Monolayers

Liposomes

Supported Planar Bilayers

Concanavaline A

Photodynamic therapy

Résumé

La thérapie photodynamique (PDT) constitue une approche prometteuse pour le traitement de tumeurs cancéreuses accessibles à la lumière, en particulier pour la réduction des effets indésirables comparés à la chimiothérapie classique. Particulièrement intéressante pour le traitement du rétinoblastome, cancer le plus fréquent chez le jeune enfant, elle nécessite le développement de nouveaux photosensibilisateurs dont la structure est mieux adaptée aux spécificités des cellules ciblées. Dans le cadre de cette thèse, nous avons étudié des dérivés porphyriniques à structure dendrimérique pour amplifier leur caractère amphiphile et créer un cluster de sucres. Cette structure pourrait favoriser la reconnaissance de ces molécules par des récepteurs membranaires, interactions déjà mises en évidence grâce à des modèles membranaires artificiels. L'objectif de cette thèse était de déterminer les mécanismes d'interactions spécifiques et non spécifiques de ces molécules avec la membrane plasmique et de valider la pertinence des modèles artificiels. Si la culture cellulaire s'est avérée inadaptée pour cette détermination, une approche innovante utilisant une microbalance à cristal de quartz et des expériences de cytométrie en flux ont confirmé la capacité des porphyrines dendrimériques à interagir avec un ou plusieurs récepteurs spécifiques. Une analyse de la composition lipidique des membranes cellulaires de la lignée Y79 et de deux xénogreffes a été également entreprise afin de mieux caractériser ces membranes et de contribuer à l'élaboration d'un modèle lipidique artificiel davantage biomimétique du rétinoblastome.

Photo Dynamic Therapy (PDT) is a promising alternative treatment against solid tumors reachable to light with less side-effects than classical chemotherapies. Its efficacy mainly relies on the physicochemical properties of a photosensitizer (PS), and its penetration into tumour cells. PDT is particularly interisting for the treatment of retinoblastoma, a malignant intraocular tumor affecting young children. Consequently, new photosensitizers need to be created. Since PS uptake may be ease by the over-expression of a mannose receptor at the surface of retinoblastoma cells, amphiphilic dendrimeric porphyrins grafted with mannose groups have been synthetised. Model membranes allow the identification of structural parameters controlling the passive penetration of porphyrins into cells. Specific interactions have been previously shown between these porphyrins and a model membrane grafted with a lectin (Concanavalin A) mimicking the mannose receptor on the retinoblastoma cell membrane. In this work we aimed at i) assessing the relevance of the membrane model with biological studies (cell culture and flow cytometry) and ii) improve the model with a lipidomic analysis of retinoblastoma cells and xenografts. Cell culture revealed to be unsuitable for our studies. To overcome this, we used an innovative approach in which retinoblastoma cells were immobilized onto the sensor of a quartz crystal microbalance (QCM-D). We fully confirmed the results achieved with the artificial membrane model. Since the composition of a membrane plays a crucial role, a lipidomic analysis of Y79 cell and xenografts membranes has been performed. Phospholipids and cholesterol have been identified and quantified with LC-DEDL and GC-MS. The feedback from these experiments not only provided useful information about the differences in lipidic composition of these membranes, but also allowed us to refine the lipidic composition of our models.