Etude du mécanisme d'interaction des peptides vecteurs riches en arginine avec des membranes lipidiques modèles.

Interaction mechanism study of arginine-rich cell-penetrating peptides with lipid membrane models

• Auteur / Autrice : Marie-Lise Jobin
• Direction : Isabel Alves
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique
• Date : Soutenance le 30/09/2014
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Etablissement d'accueil : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Sébastien Lecommandoux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Deshayes, Sandrine Sagan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Céline Landon, Manuel Prieto Rubio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vecteurs de médicaments

Tryptophane

Peptides vecteurs

Internalisation (cytologie)

Interactions peptide-lipide

Membranes lipidiques

Arginine

Mots clés libres

Peptides vecteurs riches en arginine

Internalisation cellulaire

Interaction peptide/lipide

Arginine-rich CPPs

Cellular internalization

Peptide/lipid interaction

Résumé

Les peptides vecteurs riches en Arginine (Arg) ont la faculté de transporter des molécules à travers les membranes cellulaires, d'une manière récepteur- et énergie indépendante, sans toxicité envers la cellule et présentent ainsi un fort potentiel pour la libération de molécules thérapeutiques ou diagnostiques. La compréhension du mécanisme d'internalisation cellulaire et de l'interaction membranaire de ces peptides vecteurs est donc primordiale pour leur développement pharmaceutique. Dans cette étude, deux peptide svecteurs riches en Arg et dérivés de la pénétratine ont été étudiés : les peptides RW16(RRWRRWWRRWWRRWRR) et RW9 (RRWWRRWRR). Dans un premier temps,l'analyse biophysique complète de l'interaction peptide/lipide (P/L) a été réalisée pour le peptide RW16 et une interaction favorisée en présence de lipides anioniques a été révélée.Dans un second temps, des peptides dérivés de RW9 ont été synthétisés dans lesquels chaque tryptophane a été systématiquement remplacé par une phenylalanine. L'internalisation cellulaire et les interactions P/L de RW9 ont été étudiées, et l'importance de la position et du nombre de tryptophane dans la séquence peptidique a été mise en évidence.

Cell-penetrating peptides (CPPs) are able to efficiently transport cargos acrosscell membranes in a receptor- and energy-independent manner, without being cytotoxic to cells and thus present a great potential in drug delivery and diagnosis. The understanding of the cellular internalization and membrane interaction mechanisms is thus fundamental for their pharmaceutical development. In this study, two Arginine-rich CPPs derived from penetratin have been investigated: the peptides RW16 (RRWRRWWRRWWRRWRR) andRW9 (RRWWRRWRR). Firstly, a complete biophysical study of the peptide/lipid (P/L)interactions of RW16 has been accomplished and a preferential interaction for anionic lipids was demonstrated. Secondly, peptides derived from RW9 have been synthesized where tryptophan residues have been systematically replaced by phenylalanine. Cellular internalization and P/L interactions have been characterized, and the importance of the number and position of tryptophan has been highlighted.