Thèse soutenue

Exploration de la biodiversité microbienne marine pour la production de polyhydroxyalcanoates et étude de leur potentiel pour l'élaboration de nouveaux biomatériaux visibles en Imagerie par Résonance Magnétique
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Auteur / Autrice : Marion Le Gal
Direction : Christelle Simon-ColinValérie Langlois
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Microbiologie
Date : Soutenance le 12/07/2021
Etablissement(s) : Brest
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de microbiologie des environnements extrêmes (Plouzané, Finistère) - Institut de Chimie et des Matériaux Paris-Est (Thiais, Val-de-Marne)
Jury : Président / Présidente : Claire Hellio
Examinateurs / Examinatrices : Christelle Simon-Colin, Valérie Langlois, Claire Hellio, Benjamin Nottelet, Ridha Mosrati, Etienne Paul
Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Nottelet, Ridha Mosrati

Mots clés

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Résumé

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Les polyhydroxyalcanoates (PHA) sont des polymères naturels produits par une grande variété de bactéries. Ces polyesters naturels sont à la fois biosourcés, biodégradables et biocompatibles.Ils présentent donc un intérêt majeur pour des applications dans le domaine biomédical. Dans le cadre de cette thèse, les capacités de production de différentes souches bactériennes, issues de la biodiversité bactérienne marine ont été étudiées.Trois souches appartenant au genre Pseudomonas se sont avérées être des candidates prometteuses pour la production de PHAMCL insaturés lorsqu’elles sont cultivées à partir d’un mélange d’huile de coprah et d’acide 10-undécenoïque. L’optimisation de la production a permis la biosynthèse de PHAMCL de structure originale et contrôlée, comportant de 10% à 80% d’insaturation, avec des rendements de production jusqu’à 38%. Leur caractérisation par SEC et DSC a révélé des biopolymères de hauts poids moléculaires et une faible cristallinité. Les analyses FTIR, RMN et GCMS ont permis de déterminer leur structure chimique et de confirmer la position terminale des insaturations, permettant la réalisation des futures fonctionnalisations par chimieclick.Deux dispositifs visibles par IRM ont été développés. D’une part, un PHA fluoré amphiphile, PHA-g-(F;PEG), a été synthétisé par une réaction de thiol-ène. Des nanocapsules, à base de PHAg(F;PEG), chargées avec du bromure de perfluorooctyle, obtenues par émulsion-évaporation, d’un diamètre proche de 250-300 nm, s’avèrentvisibles en IRM 19F avec un temps d’acquisition de 15 min. D’autre part, le copolymère PHA-g-(C8F17) a été préparé par greffage de perfluorodécanethiol. La caractérisation de la microstructure par MEB-EDX et DSC (modulée et conventionnelle) a montré la formation de microdomaines fluorés. Les expériences d’Echo de Hahn ont démontré un T2 de l’ordre de 1,2 ms, approprié pour des séquences de détection UTE. De ce fait, les biomatériaux préparés par impression 3D et recouverts de PHA-g-C8F17 ont le potentiel d'être utilisés comme nouveaux agents de contraste pour l'IRM 19F. Ces résultats mettent en avant un projet de thèse pluridisciplinaire, depuis la culture bactérienne jusqu’à la valorisation des biomolécules synthétisées.