Multifonctionnalisation d’oxyde de graphène pour des applications biomédicales

Multifunctionalization of graphene oxide for biomedial applications

• Auteur / Autrice : Lucas Jacquemin
• Direction : Alberto Bianco
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 24/03/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Immunologie, immunopathologie et chimie thérapeutique (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Cécilia Ménard-Moyon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stefano Cicchi, Eric Doris

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antibactériens

Cancer

Photothérapie

Oxyde de graphène

Mots clés libres

Oxyde de graphène

Multifonctionnalisation

Phototérapie

Cancer

Trouble neuronal

Antibactérien

Graphene oxide

Multi-functionalization

Phototherapy

Cancer

Neuronal disorder

Antibacterial

Résumé

L'oxyde de graphène (GO) a de nombreuses applications potentielles dans les domaines biomédicaux, tels que la thérapie du cancer, l'administration de médicaments, l'ingénierie tissulaire et les applications antimicrobiennes. Le rapport surface/volume élevé du GO, ses propriétés physico-chimiques, sa bonne stabilité colloïdale et sa biocompatibilité en font un matériau attrayant pour des applications biomédicales. Il peut interagir avec des molécules biologiques et être fonctionnalisé avec diverses molécules pour améliorer ses propriétés.Nous avons mené trois études différentes sur les conjugués de GO. La première étude a combiné la thérapie photodynamique (PDT) et la thérapie photothermique (PTT) contre le cancer du sein et a démontré le potentiel du GO en tant qu'agent thérapeutique par irradiation laser dans le proche infrarouge, ainsi que la possibilité de moduler sa capacité de génération d'espèces réactives de l'oxygène par une fonctionnalisation covalente. La deuxième étude a porté sur l'utilisation du GO dans les stratégies d'administration de médicaments par couplage covalente pour le traitement des troubles neurologiques. La troisième étude a porté sur l'amélioration des propriétés antibactériennes du GO contre les biofilms de bactéries Gram-négatives. Les fonctions oxygénées et la grande surface du GO offrent plusieurs possibilités pour le modifier chimiquement et développer des stratégies innovantes pour répondre aux problèmes de santé publique.

Graphene oxide (GO) has many potential applications in biomedical fields such as cancer therapy, drug delivery, tissue engineering, and antimicrobial applications. GO's large surface area-to-volume ratio, interesting physico-chemical properties, good colloidal stability, and biocompatibility make it an attractive material for biomedical applications. It can interact with biological molecules and be functionalized with various molecules to improve its properties.We conducted three different studies on GO conjugates. The first study combined photodynamic therapy (PDT) and photothermal therapy (PTT) for cancer treatment, showing GO's potential as a single-wavelength laser irradiation therapeutic agent, and the possibility of tuning its properties through functionalization. The second study investigated the use of GO in drug delivery strategies with covalent modifications for the treatment of neurological disorders. The third study focused on improving the antibacterial properties of GO against Gram-negative bacterial biofilms. GO oxygenated functions and the large surface area offer several possibilities for its modification and developing innovative strategies to address public health concerns.