Interaction colloïdes - cellules : étude de l'adhésion spécifique

Abstract

A l’interface physico-chimie/biologie, ce travail s’intéresse à l’interaction de colloïdes (virus, vecteurs modèles…) avec des cellules vivantes (HeLa). Par une approche cinétique statistique complétée d’une mesure de force locale, nous décrivons l’adhésion de particules fonctionnalisées présentant une affinité spécifique pour des récepteurs cellulaires. En raison de son intérêt (ciblage de tumeurs, voie rétrograde), le couple ligand/récepteur formé de la sous unité B de la toxine de Shiga et de son récepteur Gb3 a été utilisé pour le ciblage des colloïdes (chapitre 1). Les mesures cinétiques réalisées sur ces colloïdes fonctionnalisés par la toxine de Shiga, confrontées à plusieurs modèles cinétiques originaux, ont alors permis de mettre en évidence les mécanismes impliqués dans l’accrochage des objets sur la surface cellulaire. En particulier, un modèle inspiré des mécanismes de polymérisation et s’appuyant sur des effets de coopérativité des récepteurs (recrutement par diffusion) a été retenu et permet de proposer une description microscopique des processus mis en oeuvre (2). De plus, des modifications physico-chimiques de la surface des colloïdes (polymères PEG, nature et densité du ligand) ont été envisagées (3 et 4). L’étude a permis notamment de quantifier l’effet répulsif du PEG sur l’adhésion des colloïdes et de proposer une interprétation microscopique impliquant le glycocalyx. Par ailleurs, nous avons pu, en utilisant une technique de micromanipulation (Biomembrane Force Probe), mesurer localement la force de la liaison colloïde/cellule. Cette mesure a révélé une quantification des forces de rupture, suggérant le recrutement progressif des récepteurs (5). Enfin, l’étude de l’entrée et du devenir des particules à l’intérieur des cellules a été amorcée (6). Ce travail souligne ainsi de quelle façon des mesures physiques quantitatives peuvent permettre de proposer une description microscopique de mécanismes biologiques.