Développement de nanoparticules hybrides et contrôle "moléculaire" : application à la vectorisation d'oligonucléotides pour la thérapie génique

Development of hybrid nanoparticles and "molecular" control : application to the vectorization of oligonucleotides for gene therapy

• Auteur / Autrice : Quentin Gobert
• Direction : Frédéric Dallemer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences chimiques
• Date : Soutenance le 23/05/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole èdoctorale Sciences Chimiques (Marseille ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Matériaux divisés, interfaces, réactivité, électrochimie (MADIREL) (Marseille)
• Jury : Président / Présidente : Marc Bartoli
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédérique Cunin, Michel Camplo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Tristan Montier, Mona Tréguer-Delapierre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sarcome

Cancer -- Thérapeutique

Oligonucléotides

Nanovectorisation

Nanoparticules d'or

Nanochimie

Chimie physique et théorique

Mots clés libres

Nanoparticules

Synthèse

Physico-chimique

Vectorisation

Oligonucléotides

Cancer

Nanoparticles

Synthesis

Physics and chemistry

Vectorization

Oligonucleotides

Cancer

Résumé

Les sarcomes des tissus mous sont des tumeurs relativement fréquentes dont le seul traitement efficace reste la résection chirurgicale, mais avec des risques de récidive significatifs. Nous proposons de développer une approche par thérapie génique, permettant une efficacité plus ciblée, avec moins d’effets secondaires. Cette thérapie tire parti de la forte surexpression par les liposarcomes dédifférenciés du gène MDM2, qui intervient dans le mécanisme dégénératif de prolifération cellulaire. Notre objectif est alors de développer l’utilisation d’oligonucléotides antisens (AOS) devant spécifiquement limiter l’expression du gène MDM2. Cependant, il est difficile pour un AOS d’atteindre sa cible à l’intérieur de la cellule, de par sa capacité limitée à traverser les membranes et sa durée de vie réduite. Il est donc nécessaire de développer l’utilisation de vecteurs. Parmi les systèmes envisageables, nous avons développé des nanoparticules, nanoobjets « moléculaires » à synthèses et propriétés de surface contrôlées. Durant ces trois dernières années, j’ai développé et caractérisé différentes nanoparticules hybrides à cœur d’or et surfaces organiques contrôlées (AuNPs). Je dispose alors d’une banque étendue de nanoparticules avec des propriétés spécifiques, avec une surface positive, négative ou neutre. Les expériences biologiques in vitro vont permettre d’évaluer trois objectifs majeurs de notre nanosystème : une meilleure pénétration cellulaire, une meilleure efficacité sur la limitation de l’expression du gêne cible MDM2, et enfin une toxicité à court et long terme de l’AOS sur les cellules tumorales de liposarcome IB115

Soft tissue sarcomas are relatively common tumours for which the only effective treatment is surgical resection, but with significant risks of recurrence. We propose to develop a gene therapy approach, which promises to provide more targeted efficacy with fewer side effects. This therapy takes advantage of the strong overexpression by dedifferentiated liposarcomas of the MDM2 gene, which is involved in the degenerative mechanism of cell proliferation. Our objective is to develop the use of antisense oligonucleotides (AOS) that specifically limit the expression of the MDM2 gene. However, it is difficult for an AOS to reach its target inside the cell, due to its limited capacity to cross membranes and its short life span. It is therefore necessary to develop the use of vectors. Among the possible systems, we have developed nanoparticles, "molecular" nanoobjects with controlled synthesis and surface properties. During the last three years, I have developed and characterised different hybrid nanoparticles with gold core and controlled organic surfaces (AuNPs). I now have an extensive library of nanoparticles with specific properties, with positive, negative or neutral surfaces.Based on the development of this library of AuNPs, we first selected hybrid nanoparticles with a positive surface. The in vitro biological experiments will allow us to evaluate three major objectives of our nanosystem: a better cell penetration, a better efficiency on the limitation of the expression of the target gene MDM2, and finally a short and long term toxicity of the AOS on IB115 liposarcoma tumor cells