Sanaa DAAKOUR a soutenu sa thèse le 8 décembre 2022 à 9h
Liposomes, Nanoparticules d’Or et Polymères Dynamiques pour l’Administration des Médicaments et l’Immobilisation d’Enzymes
devant le jury composé de :
– Mme Andréa Pasc, Professeur, Université de Lorraine, Nancy
– Rapporteur – M. Cédric Mayer, Professeur, Université Paris-Saclay, Paris – Rapporteur
– M. Suming Li, Directeur de recherche, CNRS, Montpellier
– Examinateur – Mme Hélène Greige-Gerges, Professeur, Université Libanaise, Liban – Examinateur
– M. Houssam Rassy,Professeur, Université americaine de Beyrouth, Liban – Examinateur
– M. Mihail Barboiu, Directeur de recherche, CNRS, Montpellier – Directeur de thèse
– Mme Gihane Nasr, Professeur, Université Libanaise, Liban – Directeur de thèse
Résumé :
Les études exploratoires menées pour ce rapport comprenaient de nouvelles conceptions de nanomatériaux fonctionnels et hybrides assemblés par des interactions supramoléculaires et une chimie covalente dynamique. La présence de G4 PAMAM a amélioré l’efficacité d’encapsulation de p-CA et a ralenti sa libération par rapport aux liposomes simples. Par conséquent, notre tentative de combiner des dendrimères et des liposomes semble être bénéfique pour encapsuler des molécules peu solubles dans l’eau. Des cadres constitutionnels dynamiques PEGylés (DCFs) ont été synthétisés via la chimie aldéhyde/amino_imine. La mise en œuvre de DCFs dans des liposomes ou des nanoparticules d’or pour générer des réseaux réticulés capables de s’auto-fabriquer, de s’adapter et de répondre de manière contrôlée est sans précédent. Des progrès dans la synthèse de liposomes, nanoparticules d’or et DCFs fonctionnels ont été signalés, avec différentes concentrations et compositions. La morphologie à l’échelle nanométrique et sphérique des réseaux DCFs/liposomes hybrides prend en charge leur utilisation en tant que dispositif porteur pour p-CA. Ils ont augmenté de manière significative la solubilité du p-CA en raison de son piégeage physique et de possibles interactions hydrophobes et électrostatiques. De plus, la libération de p-CA s’est maintenue dans le temps. Les nanoparticules d’or sont un autre type de nanomatériau, et chimiques de surface. Nous avons synthétisé un réseau double Au-DCFs réticulé avec de multiples fonctions intégrées et dotés d’excellentes propriétés optoélectroniques. Plusieurs stratégies ont été élaborées et optimisées pour assurer la meilleure immobilisation de l’anhydrase carbonique qui catalyse l’hydratation réversible du dioxyde de carbone. Une affinité et une activation élevées ont été démontrées dans les réseaux DCFs et Au-DCFs. En résumé, nous avons développé des réseaux hybrides en tant que matériaux intelligents qui s’auto-ajustent en s’adaptant à l’environnement. Ces caractéristiques donnent lieu à leurs performances dans l’administration de médicaments et l’activation enzymatique par rapport aux systèmes statiques et uniques correspondants.
Mots clés : chimie constitutionnelle dynamique – liposomes – dendrimères PAMAM – nanoparticules d’or – réseaux constitutionnels dynamiques – acide para-coumarique – activation anhydrase carbonique
Abstract:
The original exploratory research carried out for this report consists of a novel design of functional and hybrid nanomaterials assembled through supramolecular interactions and dynamic covalent chemistry. Poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers interact with liposomes through supramolecular interactions to form hybrid nanosystems. The presence of G4 PAMAM increased the encapsulation efficiency of p-CA compared to single liposomes and slowed down its release. Therefore, our attempt to combine dendrimer and liposome seemed to be beneficial to encapsulate low-water soluble molecules. PEGylated dynamic constitutional frameworks (DCFs) were synthetized via aldehyde/amino_imine chemistry. The implementation of DCFs within liposomes or gold nanoparticles to generate cross-linked networks that can self-fabricate, adapt, and respond, in a controlled fashion is unprecedented. Advances in the synthesis of liposomes, gold nanoparticles (AuNps) and functional DCFs were reported, differing in the concentration and composition. The nanometric and spherical morphology of DCFs/liposomes hybrid networks support their use as carrier devices for p-CA. They increased significantly the solubility of p-CA due to its physical entrapment additionally to possible hydrophobic and electrostatic interactions. Furthermore, the release of p-CA was sustained during time. We synthesized double cross-linked Au-DCFs networks with multiple integrated functions. Several strategies were elaborated and optimized to ensure best immobilization of carbonic anhydrase that catalyze the reversible hydration of carbon dioxide. High binding affinity and activation effects were demonstrated within DCFs and Au-DCFs networks. To conclude, we developed hybrid networks as intelligent materials that are self-fitted by adaptation to the environment. These features output their performance in drug delivery and enzyme activation compared to corresponding static and single systems.
Keywords : dynamic constitutional chemistry – liposomes – PAMAM dendrimers – gold nanoparticles – dynamic constitutional networks – para-coumaric acid – carbonic anhydrase activation.
