Projet ANR-06-JCJC-0135 – ADHEKON : Adhesion on-rate of ligand-receptor bonds: from single molecules study to biomimetic models
Programme : Programme "Jeunes chercheuses et jeunes chercheurs" (JCJC) 2006
Année de financement : 2006
Coordinateur du projet : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE PROVENCE CORSE (CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE - DELEGATION REGIONALE PROVENCE CORSE)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique
Montant : 149000.0 euros
Date de début : 2006
Durée : 36 mois
Résumé : L'adhésion cellulaire est un processus fondamental impliqué dans beaucoup d'aspects du cycle cellulaire, ainsi que dans de nombreuses pathologies et thérapies. Elle est médiée par l'interaction spécifique de paires ligand-récepteur, dont beaucoup ont été identifiées dans les vingt dernières années. Leur fonction dépend crucialement des détails de l'association et de la dissociation des liaisons, ainsi que du fait que ces molécules sont attachées à une surface. Pendant les dix dernières années, l'utilisation de techniques innovantes (Microscopie de Force Atomique, Chambre de Flux Laminaire, « Biomembrane Force Probe »), a révélé la complexité de la dissociation d'une liaison individuelle, en particulier l'existence de barrières multiples dans le paysage énergétique d'interaction et de «catch-bonds», liaisons qui se renforcent sous tension. La comparaison des résultats obtenus sur le même modèle moléculaire avec des techniques différentes a été fructueuse dans le cas des sélectines et des cadhérines, deux familles de molécules d'adhésion. Cependant, des études nouvelles montrent que la résistance d'une liaison est aussi influencée par son âge, soulignant le rôle de l'histoire complète de la liaison sur ses propriétés adhésives, y compris sa formation. En dépit de quelques tentatives pour analyser le taux d'association (kon), le problème est plus difficile à aborder que la dissociation, car la formation de la liaison dépend beaucoup de la longueur et de la flexibilité des molécules, mais aussi de la structure fine des surfaces adhérentes. De plus, l'analyse des données dépend de détails expérimentaux complexes, en particulier la façon dont les deux surfaces sont mises en contact. De surcroît, l'étude des processus d'association est compliquée par la nature coopérative des assemblées de molécules ainsi que par l'environnement local complexe des unités adhésives.  Dans ce projet, nous étudierons le taux d'association en commençant par un couple ligand-récepteur unique et en prenant la paire biotine-streptavidine comme modèle. Nous examinerons ensuite le rôle de l'environnement et de la mobilité moléculaire en utilisant des modèles d'adhésion reconstitués. Nous appliquerons également nos techniques sur des molécules d'adhésion biologiquement plus pertinentes, comme les anticorps et les intégrines, et ultimement, en fonction des progrès réalisés, sur des monocouches de cellules endothéliales en culture. Notre méthodologie consistera à: développer une nouvelle technique ultrasensible, la « sonde de surface par colloïdes » (« Colloid Surface Probe », CSP) , basée sur la combinaison de la chambre à flux laminaire utilisée dans l'étude de l'adhésion avec le suivi tridimensionnel de particules par microscopie interférométrique. étudier systématiquement les mêmes échantillons avec la CSP et en microscopie de Force Atomique (AFM) en mode force, afin de comparer et valider les mesures. préparer et caractériser des surfaces contrôlées fonctionnalisées par des molécules d'adhésion, en variant la longueur des attaches et l'environnement moléculaire. concevoir des systèmes biomimétiques à base de brosses de polymères pour mimer le glycocalyx et de bicouches lipidiques pour mimer la membrane cellulaire. modéliser précisément les conditions expérimentales pour relier les caractéristiques moléculaires aux mesures réalisées sur des objets micrométriques. Dans ce but, nous nous appuierons sur l'expertise des membres de l'équipe, en particulier: la microscopie interférométrique appliquée à l'étude des colloïdes (L. Limozin, P. Robert), l'AFM en mode force utilisé pour l'étude de l'adhésion (PH. Puech) la modélisation des processus d'adhésion et de diffusion (A. Nicolas, L. Limozin), la dynamique des suspensions colloïdales confinées (A; Nicolas), les systèmes biomimétiques reconstitués à base de membranes lipidiques, protéines et polymères (L. Limozin, PH. Puech), les surfaces contrôlées pour les études d'adhésion (P. Robert, PH. Puech).  Une approc..