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Soutenance de thèse : Fanny Mousseau ; Jeudi 26 Janvier 2017 à 14h00, "Pulmonary surfactant, a critical factor in the cell response to nanoparticles exposure"

Sauf mention contraire, les séminaires et les soutenances se déroulent à 11h30 en salle 454A du bâtiment Condorcet.


Thèse de Fanny Mousseau effectuée sous la direction de Jean-François Berret.

Soutenance le jeudi 26 janvier 2017 à 14h00.

Lieu : Bâtiment, Salle 454A (4è étage).

La soutenance sera suivie d’un pot au 6è étage.

Le surfactant pulmonaire, une barrière déterminante de la réponse des cellules à l’exposition aux nanoparticules

Résumé :

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Les particules fines émises par l’activité humaine sont la cause de diverses pathologies pulmonaires et cardiaques. Les particules de taille inférieure à 100 nm, appelées nanoparticules, sont particulièrement nocives car une fois inhalées, elles peuvent atteindre les alvéoles pulmonaires, lieux des échanges gazeux. Dans les alvéoles, les nanoparticules entrent d’abord en contact avec le surfactant pulmonaire. Ce fluide biologique tapisse les cellules épithéliales des alvéoles sur une épaisseur de quelques centaines de nanomètres et est composé de phospholipides et de protéines, les phospholipides étant assemblés sous forme de vésicules et corps multi-lamellaires.

Dans ce travail, nous avons sélectionné des nanoparticules modèles de nature différente connues pour leur toxicité cellulaire (latex, oxydes métalliques, silice). Leur interaction avec un fluide pulmonaire mimétique administré aux prématurés (Curosurf®) a été étudiée en détail par microscopie optique et électronique, et par diffusion de la lumière. Nous avons mis en évidence que cette interaction est non spécifique et d’origine électrostatique. La diversité des structures hybrides obtenues entre particules et vésicules témoigne cependant de la complexité de cette interaction. En contrôlant cette interaction, nous avons formulé des particules couvertes d’une bicouche supportée de Curosurf® qui possèdent des propriétés remarquables de stabilité et de furtivité en milieu biologique.

Dans une seconde partie, nous avons étudié le rôle du surfactant pulmonaire sur l’interaction entre particules et cellules épithéliales alvéolaires (A459). A l’aide d’expériences de biologie cellulaire réalisées in vitro, nous avons observé que la présence de surfactant diminue de manière significative le nombre de particules internalisées par les cellules. Dans le même temps, nous avons constaté une augmentation importante de la viabilité cellulaire. Une conclusion majeure de notre travail concerne la mise en évidence du rôle protecteur joué par le surfactant pulmonaire dans les mécanismes d’interaction des nanoparticules avec l’épithélium alvéolaire.

Mots clés : poumon, surfactant pulmonaire, nanoparticule, Curosurf®, bicouche lipidique supportée, agrégat, cellules A549, toxicité, internalisation.

Pulmonary surfactant, a critical factor in the cell response to nanoparticles exposure

Abstract :

Particulate matter emitted by human activity are the cause of various pulmonary and cardiac diseases. After inhalation, nanoparticles (ie particles smaller than 100 nm) can reach the pulmonary alveoli, where the gas exchanges take place. In the alveoli, the nanoparticles first encounter the pulmonary surfactant which is the fluid that lines the epithelial cells. Of a few hundreds of nanometers in thickness, the pulmonary fluid is composed of phospholipids and proteins, the phospholipids being assembled in multilamellar vesicles.

In this work, we considered model nanoparticles of different nature (latex, metal oxides, silica). Their interaction with a mimetic pulmonary fluid administered to premature infants (Curosurf®) was studied by light scattering and by optical and electron microscopy. We have shown that the interaction is non-specific and mainly of electrostatic origin. The wide variety of hybrid structures found in this work attests however of the complexity of the phospholipid/particle interaction. In addition, we succeeded in formulating particles covered with a Curosurf® supported bilayer. These particles exhibit remarkable stability and stealthiness in biological environment.

In a second part, we studied the role of the pulmonary surfactant on the interactions between nanoparticles and alveolar epithelial cells (A459). With cellular biology assays, we observed that the number of internalized particles decreases dramatically in presence of surfactant. At the same time, we found a significant increase in the A459 cell viability. Our study shows the importance of the pulmonary surfactant in protecting the alveolar epithelium in case of nanoparticle exposure.

Key words : lungs, pulmonary surfactant, nanoparticle, Curosurf®, supported lipid bilayer, corona, aggregate, cells A549, toxicity, internalization.

Mots-clés

Physique du Vivant, Mousses, bulles, gouttes, émulsions, Applications médicales, biomatériaux, biomimétisme, Tensioactifs, membranes, auto-assemblage, MOUSSEAU Fanny


Contact : Équipe séminaires / Seminar team - Published on / Publié le 11 janvier 2017