TITRE    MICRO-RHÉOLOGIE DE VÉSICULES GÉANTES
    TITLE    MICRO-RHEOLOGY OF GIANT VESICLES
    AUTEUR    Nathalie FA
    UNIVERSITE    Université Louis Pasteur de Strasbourg
    DATE    8 octobre 2003
    LABORATOIRE    Laboratoire de dynamique des fluides complexes
    DIRECTION DE THESE    Carlos Marques, André Schröder
    PARRAINAGE    Membre de la SFB
RESUME :
La stabilité des membranes lipidiques est un facteur essentiel à la survie des cellules. Nous avons étudié essentiellement le comportement mécanique de membranes modèle soumises à différents types de contraintes.
Dans cette étude, nous avons surtout travaillé sur des vésicules géantes unilamellaires (GUV) de phospholipide (DOPC) qui ont un diamètre de 40microns. La membrane des vésicules est une bicouche fluide et plane à grande échelle, mais qui connaît des mouvements de fluctuations à différentes longueurs d'onde. L'énergie associée à ces fluctuations est de l'ordre de kBT, et la grandeur qui la caractérise est le module de courbure kc.
La première partie concerne le comportement de vésicules géantes soumises à un cisaillement alternatif. La mesure de kc par aspiration dans une micropipette et les observations en microscopie à contraste interférentiel en réflexion (RICM) montrent que les vésicules deviennent moins fluctuantes dans ces conditions. De plus, l'ensemble des résultats montre que la relation d'Helfrich qui permet le calcul de kc est modifiée en présence de cisaillement.
La seconde partie porte essentiellement sur l'encapsulation et la libération d'une molécule d'intérêt pharmacologique, la a-cyclodextrine (a-CD). Les vésicules de phospholipide enrichies en polyéthylène glycol (PEG) sont connues sous le nom de liposomes furtifs dans l'industrie pharmacologique, et la a-CD forme des complexes avec les polymères. Des GUV contenant des lipides à chaînes hydrophiles PEG et placées dans une solution de a-CD diminuent fortement de taille au cours du temps. D'autre part, des vésicules multilamellaires (MLV) encapsulant de la calcéine ont été mises en présence de a-CD. En spectroscopie visible, on observe que la calcéine est libérée en solution au cours du temps. La déstabilisation locale de la membrane serait à l'origine de cette destruction des bicouches lipidiques.
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ABSTRACT:
The stability of the lipidic membranes is a factor essential with the survival of the cells. We primarily studied the mechanical behavior of model membranes submitted to various constraints. In this study, we especially worked on giant unilamellar vesicles (GUV) made of phospholipid (DOPC) which have a diameter of around 40microns. The membrane of the vesicles is a fluid bilayer, plane on a large scale, but which knows movements of fluctuations to various wavelengths. The energy associated to these fluctuations is about kBT, and is characterized by the bending modulus kc.
The first part relates to the behavior of giant vesicles subjected to an alternative shearing. The measurement of kc by aspiration in a micropipette and the observations in microscopy with interferential contrast in reflexion (RICM) show that the vesicles become less fluctuating under these conditions. Moreover, the whole of the results shows that the Helfrich relation which allows the calculation of kc is modified in the presence of shearing.
The second part relates primarily to the encapsulation and the release of pharmacological molecule of interest, a-cyclodextrin (a -CD). The vesicles of phospholipide enriched in polyethylene glycol (PEG) are known as furtive liposomes in pharmacological industry, and the a -CD form of the complexes with polymers. The size of GUV containing of the lipids with hydrophilic chains of PEG and placed in a solution of a –CD, strongly decrease in the course of time. In addition, multilamellar vesicles (MLV) encapsulating calcein were put in the presence of a -CD. In visible spectroscopy, one observes that the calcein is released in solution during time. The local destabilization of the membrane would be at the origin of this destruction of lipidic bilayer