Complexes métalliques pour la reconnaissance de phospholipides d’intérêt biologiques

Metal complexes for the recognition of phospholipids of biological interests

• Auteur / Autrice : Phoulinh Chanthavong
• Direction : Catherine Belle
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie inorganique et bio inorganique
• Date : Soutenance le 01/10/2021
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de chimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Sénèque
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Catherine Belle, Aurélie Bouchet-Spinelli, Benoît Colasson
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Wilfrid Boireau, Katalin Selmeczi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phospholipides

Interactions phospholipide-protéine

Cellules -- Interaction

Biomolécules

Interactions phospholipide-protéine

Mots clés libres

Phospholipides

Physico-Chimie

Microvésicules

Phosphatidylsérine

Complexes de zinc

Complexes de cuivre

Interaction biomoléculaire

Phospholipides

Physico-Chimie

Biomolecular interactions

Physico-Chemistry of biomolecules

Microvesicles

Phosphatidylserine

Zinc complexes

Copper complexes

Résumé

A la suite de différents stimuli, la cellule peut être activée, ce qui conduit à un remodelage de sa membrane et via un bourgeonnement, à la libération de microvésicules dans le milieu extracellulaire. Ces microvésicules exposent à leur surface la phosphatidylsérine contrairement aux cellules saines où ce phospholipide anionique est localisé sur le feuillet interne de la bicouche membranaire. Présentes, dans les fluides biologiques, les microvésicules sont impliquées dans de nombreuses pathologies (diabète, hypertension, thrombose…), aussi il y a un réel intérêt à les étudier en tant que biomarqueurs pour la détection précoce, la thérapie et le suivi de pathologies. Le travail présenté dans ce manuscrit s’intéresse au développement d’une nouvelle méthode de capture des microvésicules par des complexes bimétalliques immobilisés sur une surface. Pour ce faire, deux séries de complexes à zinc(II) et cuivre(II) ont été préparées et caractérisées par diverses techniques spectroscopiques. Ces deux séries ont ensuite été utilisées pour des études d’interactions avec les phospholipides agencés dans des structures de complexités croissantes : 1) des monomères de phospholipides à chaînes courtes, 2) des vésicules modèles dont nous pouvons contrôler la taille et la composition et enfin 3) des microvésicules issues d’échantillons sanguins. Ces études ont permis de valider l’interaction des complexes de zinc/phosphatidylsérine en solution par résonance magnétique nucléaire (RMN) du phosphore et fluorescence, ainsi qu’en phases supportées après immobilisation des complexes par résonance plasmonique de surface (SPR) et l’interférométrie (BLI) pour les complexes de zinc et de cuivre.

In response to different stimuli, cells can be activated, leading to a remodelling of their membrane, and after blebbing to the release of microvesicles in the extracellular environment. These microvesicles display phosphatidylserine at the outer leaflet of their membrane contrarily to the healthy cells. Founded in the body fluids, the microvesicles are involved in numerous diseases (diabetes, hypertension, thrombosis…), so there’s a real interest in studying them as biomarkers for the early monitoring of body dysfunction. The work reported in this manuscript concerns the development of an original method where microvesicles are captured by bimetallic complexes immobilized on a surface. Two sets of zinc(II) and copper(II) complexes have been prepared and characterized by several spectroscopic methods. Then, they have been used for interaction studies with phospholipids organized in structures of complexity with : 1) monomers of short-chain phospholipids, 2) vesicle models of known size and composition and finally 3) with microvesicles isolated from blood sample. These studies have confirmed the zinc complexes/phosphatidylserine interaction in solution, by phosphorus Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and fluorescence as well as in supported phase by surface plasmon resonance (SPR) and biolayer interferometry (BLI) for zinc and copper complexes.