Synthèse et auto-assemblage de bioconjugués polysaccharide-b-polypeptide d’élastine

Synthesis and self-assembly of polysaccharide-b-elastin-like polypeptide bioconjugates

• Auteur / Autrice : Ye Xiao
• Direction : Sébastien Lecommandoux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Polymères
• Date : Soutenance le 14/10/2019
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Sandre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Lecommandoux, Olivier Sandre, Christophe Tribet, Jean-François Gohy, Elisabeth Garanger, Sami Halila
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Tribet, Jean-François Gohy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Copolymères séquencés

Élastine

Polypeptides recombinants

Polysaccharides

Mots clés libres

Polysaccharide

Polypeptide d'élastine

Thermosensibilité

Modification chimiosélective

Auto-Assemblage

Polysaccharide

Elastin-Like polypeptide

Thermosensitivity

Chemoselective modification

Self-Assembly

Résumé

L’association de polysaccharides naturels et de polypeptides recombinants de type élastine (ELP) dans des structures de copolymères à blocs doit permettre d’accéder à des matériaux possédant des propriétés d’auto-assemblage sous l’action de stimuli et potentiellement bioactifs. Nous avons réalisé et présentons ici la synthèse d'une série de bioconjugués polysaccharide-b-ELP, dans lesquels 4 polysaccharides hydrophiles différents ont été couplés à l'extrémité N-terminale de l’ELP par "chimie click".Ces bioconjugués ont été caractérisés par RMN 1D et 2D, SEC et FTIR. Leur thermo-sensibilité et leur auto-assemblage induit par la température ont été étudiés par spectroscopie UV-Visible, DLS, SLS, SANS et AFM liquide à température contrôlée. Cette étude a démontré que les bioconjugués polysaccharide-b-ELP peuvent s'auto-assembler en milieu aqueux en nanoparticules bien définies au-dessus d'une température de transition spécifique et modulable (Tt) et se désassembler de façon réversible sous la Tt, ce qui les rend particulièrement prometteurs pour la conception de vecteurs de principes actifs à libération contrôlée. La fonctionnalisation chimiosélective des résidus méthionine du segment ELP par chimie de l'oxaziridine a également été exploitée pour moduler les propriétés des bioconjugués.

The combination of natural polysaccharides and recombinant elastin-like polypeptides (ELPs) into block copolymers is expected to lead to materials with precise stimuli-responsive self-assembly properties and bioactivities. Herein, we report the synthesis of a series of polysaccharide-b-ELP bioconjugates, in which 4 different hydrophilic polysaccharides were coupled to the N-terminal end of an ELP via “click chemistry”. The resulting bioconjugates were characterized by 1D and 2D NMR, SEC and FTIR. Their thermal sensitivity and temperature-triggered self-assembly in aqueous solution were investigated by UV-Vis spectrometry, DLS, SLS, SANS and temperature-controlled liquid AFM. This study demonstrated that polysaccharide-b-ELP bioconjugates can self-assemble into well-defined nanoparticles in aqueous condition above a specific and tunable transition temperature (Tt) and reversibly disassemble below the Tt, which make them particularly promising candidates for the design of controlled drug delivery nanocarriers. Chemoselective functionalizations of the ELP segment at methionine residues using oxaziridine chemistry were additionally applied for further tuning of bioconjugates’ properties.