Bio fonctionnalisation des nanoparticules de terbium pour la bio détection extracellulaire

Terbium nanoparticle biofunctionalization for extracellular biosensing

• Auteur / Autrice : Vjona Çifliku
• Direction : Niko Hildebrandt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 09/06/2020
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio : physics and engineering (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : Université Paris-Saclay. Faculté des sciences d’Orsay (Essonne ; 2020-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Sandrine Lacombe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandra Fragola, Peter Reiss, Loïc Charbonnière
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Alexandra Fragola, Peter Reiss

Mots clés

Mots clés contrôlés

Terbium

Métaux des terres rares

Bioconjugués

Microscopie de fluorescence

Récepteurs du facteur de croissance épidermique

Nanoparticules

Mots clés libres

Nanoparticules de lanthanides

Détection à résolution temporelle

Microscopie à luminescence

EGFR

Bioconjugaison

Lanthanide nanoparticles

Time-resolved detection

Luminescence microscopy

EGFR

Bioconjugation

Résumé

Les nanoparticules dopées au lanthanide (LnNPs) sont devenues une classe importante de fluorochromes pour la biodétection et la bioimagerie avancées. Cependant, le développement de LnNP brillants, stables et bioconjugués reste un défi important pour leur traduction en applications bioanalytiques fonctionnelles. Ici, nous présentons la détection in situ de la liaison ligand-récepteur sur les cellules a été accompli avec des conjugués TbNP-anticorps (Matuzumab) qui pourraient se lier spécifiquement aux récepteurs transmembranaires du facteur de croissance épidermique (EGFR). Une spécificité et une sensibilité élevées ont été démontrées par l'imagerie temporelle de l'EGFR sur des lignées cellulaires exprimant fortement (A431) et faiblement (HeLa et Cos7) l'EGFR, alors que les lignées cellulaires non exprimantes (NIH3T3) et les cellules A431 passives de l'EGFR n'ont montré aucun signal. Malgré la taille relativement importante des conjugués TbNP-anticorps, ils ont pu être internalisés par les cellules A431 lors de leur liaison à l'EGFR extracellulaire, qui a montré leur potentiel en tant que marqueurs de luminescence brillants et stables pour la signalisation Des tests de stabilité des TbNP sur une gamme de valeurs de pH, de tampons différents, dans le temps, et d'effet de sonication sur ces NPs ont été effectués en utilisant la DLS et la ZP.

Lanthanide-doped nanoparticles (LnNPs) have become an important class of fluorophores for advanced biosensing and bioimaging. However, developing bright, stable, and bioconjugated LnNPs remains an important challenge for their translation into functional bioanalytical applications. Here, we present in-situ detection of ligand-receptor binding on cells, which was accomplished with TbNP-antibody (Matuzumab) conjugates that could specifically bind to transmembrane epidermal growth factor receptors (EGFR). High specificity and sensitivity were shown by time-gated imaging of EGFR on both strongly (A431) and weakly (HeLa and Cos7) EGFR-expressing cell lines, whereas non-expressing cells did not show any signals. Despite the relatively large size of TbNP-antibody conjugates, they could be internalized by A431 cells upon binding to extracellular EGFR, which showed their potential as bright and stable luminescence markers for intracellular signaling. Stability tests of TbNPs over a range of pH values, different buffers, over time, and sonication effect on these NPs were performed by using dynamic light scattering (DLS) and zeta potential (ZP) measurements.