Note publique d'information : Le développement des méthodes de production et d'isolement des peptides et des polysaccharides
a amené la création de nouveaux outils pour l'analyse d'interactions à haut débit.
Les biopuces à peptides et à polysaccharides ont été conçues pour répondre à ce besoin
avec des applications dans le domaine médical et dans le sérodiagnostic. Ces nouveaux
outils nécessitent des développements et des améliorations pour exploiter pleinement
leur potentiel. La première partie de ma thèse a consisté à caractériser des biopuces
à peptides sur lames de verre obtenues par la réaction chimiosélective de peptides
modifiés par une fonction α-oxo aldéhyde avec une surface présentant des fonctions
semicarbazide. La caractérisation a été réalisée à l'échelle macroscopique (angle
de goutte, test de chimisorption/physisorption) et microscopique (AFM). Les études
ont permis de mettre en évidence les limites des biopuces sur lame de verre (nature
et rugosité du support, surface spécifique, structure tridimensionnelle et nombre
des biomolécules dans un dépôt). A partir de ces expériences, nous avons élaborer
une biopuce sur polycarbonate grâce au dépôt de nanoparticules de silice modifiées
qui assurent la microfonctionnalisation locale du support par des fonctions semicarbazides.
Les études de chimisorption/physisorption et de la taille des nanoparticules ont permis
d'optimiser l'efficacité et la spécificité de l'immobilisation. Des tests d'interactions
biomoléculaires peptides/anticorps sont également décrits. La deuxième partie du travail
a consisté à mettre au point de biopuces à polysaccharides pour étudier les interactions
entre des polysaccharides modifiés, les DMCBSu (Dextran MéthylCarboxylate Benzylamide
Sulfate) et le facteur de croissance PDGF-BB. Le PDGF-BB est impliqué dans la formation
de tissus granuleux dans des processus de régénérescence de blessures curatives. Les
DMCBSu testés sont des polymères semi-synthétiques, modifiés par des fonctions carboxyméthyle,
benzylamide et sulfate, mimant les propriétés de glycoaminoglycannes comme les héparanes
sulfates. L'ajout des DMCBSu permet de potentialiser l'action de PDGF-BB sur la prolifération
de fibroblastes in vitro. Les résultats de l'interaction, entre PDGF-BB et la chimiothèque
de DMCBSu, immobilisés par adsorption, démontrent que la préparation des biopuces
à polysaccharides sur des lames de verre semicarbazide est un outil efficace pour
l'étude des interactions polysaccharides/facteur de croissance. Cette étude a montré
que l'utilisation des biopuces permet d'une part, d'établir rapidement la relation
structure-activité et d'autre part, de sélectionner les meilleurs polysaccharides
interagissant avec la protéine d'intérêt.
Note publique d'information : The development of new methodologies for the production and isolation of peptides
and polysaccharides has required the fabrication of new devices allowing a high-throughput
screening. Peptides and polysaccharides microarrays have been developed to answer
this need. Application of those techniques may be found both in the medical and serodiagnosis
fields. Development and optimization of these new tools are needed to attain microarrays
full analysis potential. The first part of my thesis consisted in the characterization
of peptides microarrays on glass slides. To do so, we performed chemoselective reactions
between modified α-oxo aldehyde peptides and semicarbazide coated surface. Characterisation
as been done in a macroscopic scale (contact angle, chemisorption/physisorption) and
microscopic scale (AFM). Studies showed the limits of glass slides microarrays (nature
and rugosity of the medium, surface specificity, tridimentional structures and number
of molecules in a spot). From those experiments, we design a new kind of microarrays
based on the use of polycarbonates. The polymer was locally micro-functionalized using
silica nanoparticules coated by semicarbazides functions. Chemisorption/physisorption
and nanoparticules size studies allowed optimizations of the ligation process specificity
and efficency. In this first step, we also described biomolecular interactions between
peptides and antibodies. The second part of this work allowed the development of polysaccharides
microarrays to study interactions between modified polysaccharides DMCBSu (dextranmethylcarboxylate
benzylamide sulfate), and PDGF-BB growth factor. PDGF-BB is implied in the regeneration
of tissues during chronic wound healing. Tested DMCBSu are semi-synthetic polymers,
modified by carboxymethylation, benzylamidification, and sulfation, thus mimicking
glycoaminoglycans, like heparan sulphate. DMCBSu allows in vitro potentializing of
PDGF-BB effect on fibroblasts proliferation. The results of the interactions between
PDGF-BB and the library of modified dextran, immobilized by adsorption, demonstrate
the efficiency of polysaccharides microarrays on semicarbazydes slides as a tool for
the study of interactions between them and growth factors. This study also showed
that microarrays can establish quickly the relationship between the structure of DMCBSu
and the modification of PDGF-BB activity and then to select the polysaccharides providing
the stronger interaction level with the studied protein.
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