Nanoparticules de silice cassables pour le relargage in vitro et in vivo de biomolécules

Breakable silica nanoparticles for the in vitro and in vivo delivery of biomolecules

• Auteur / Autrice : Mike Dentinger
• Direction : Luisa De Cola
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 12/12/2018
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Plinio Innocenzi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michael Sailor
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Emanuela Licandro, Isabela Neves

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vecteurs de médicaments

Matériaux poreux

Nanoparticules de silice

Mots clés libres

Nanomédecine

Nanoparticules de silice

Matériaux stimuli-responsive

Nanomedicine

Silica nanoparticles

Stimuli-responsive materials

Résumé

Le travail de recherche de cette thèse se concentre sur le développement de nanoparticules de silice organo-hybrides pour des applications en nanomédecine et agroalimentaire. Ces nanoconteneurs de silice, comportant des liens disulfures, sont capables de se briser en petits fragments en présence du milieu réductif intracellulaire. Des nanoparticules présentant de larges pores ont été synthétisées pour la livraison d’un siRNA PLK1 pour le traitement du carcinome hépatocellulaire et ont démontré des résultats prometteurs in vitro et in vivo. Ces particules ont été également utilisées pour charger un peptide cytotoxique, souvent utilisé comme pesticide dans l’industrie agroalimentaire. Les nanoparticules cassables ont ensuite été miniaturisées pour le relargage d’agents thérapeutiques dans des glioblastomes humains. Le système présentait un relargage plus rapide comparé à la forme liposomale actuellement sur le marché. Enfin, des nanoparticules contenant des liens répondant aux réactifs dérivés de l’oxygène ont été développées et ont démontré une fragmentation importante en présence d’oxygène singulet.

The research work presented throughout this thesis focuses on the development of organo-hybrid mesoporous silica nanoparticles for their applications in nanomedicine and crop industry. Disulfide doped silica nanocarriers, able to break down in small pieces in presence of the intracellular reductive environment have been tailored. A large pore stimuli-responsive system was developed to deliver a PLK1 siRNA within hepatocellular carcinoma cells demonstrating promising results both in vitro and in vivo. The particles were further used to deliver a venom peptide, often utilized as esticide in the crop industry. The breakable nanocarriers were further miniaturized for the delivery of chemotherapeutic agents within human glioblastoma cells. The system presented a faster delivery compared to the commercially available liposomal form. Finally, Reactive-Oxygen-Species-responsive mesoporous silica nanoparticles were developed and demonstrated fast breakability upon incubation with singlet oxygen.