Engineering liposomes using microfluidic devices to model cancer-derived extracellular vesicles (EV)

Résumé

Les liposomes sont des nanoparticules synthétiques polyvalentes qui peuvent transporter une variété de cargos: du matériel génétique tel que l'ARN, comme les plus récents vaccins Covid19, ainsi que des protéines et autres molécules d'intérêt. Ce système d'administration a été inspiré par les vésicules extracellulaires (VE) naturelles, qui proviennent de tous types de cellules, y compris les cellules cancéreuses. Il a été démontré que les VE contribuent au processus de métastase en transportant des facteurs pro-tumoraux vers différents organes, préparant ainsi le terrain pour la croissance du cancer. Cependant, l'étude et l'utilisation des VE à d'autres fins est une tâche compliquée en raison de leur faible rendement lorsqu'on les isole des cellules. L'objectif est donc de fournir un protocole fiable pour produire des liposomes synthétiques qui imiteront les paramètres physicochimiques des VE cancéreuses, en particulier leur moyenne Z (diamètre) et leur potentiel Zeta (charge de surface). Les liposomes ont été produits à l'aide d'un dispositif microfluidique développé par Lopez (López et al., 2020). Cette puce utilisait la dynamique d'écoulement de Dean pour contrôler le processus de mélange des lipides et fabriquer des liposomes dans des conditions rigoureusement contrôlées. Afin de mieux comprendre comment les liposomes sont formés, une approche par plan d'expérience (DoE) a été utilisée. Sur la base d'un plan composite central rotatif, l'espace expérimental impliquant les différents facteurs qui affectent le potentiel Zeta et la moyenne Z des liposomes a été exploré. Une série de modèles couvrant un large spectre de taille et de potentiel Zeta ont été obtenus en utilisant la méthodologie de surface de réponse. Cette approche statistique nous a permis de fabriquer avec succès des liposomes de la taille et du potentiel Zeta ciblés qui imitent les VE à l'étude. Enfin, une série d'expériences a été réalisée pour étudier le comportement des hépatocytes (cellules du foie) et des fibroblastes (tissu conjonctif) lorsqu'ils sont exposés à des liposomes mimant les VE cancéreux. L'approche de microfabrication des liposomes présentés dans ce travail a le potentiel d'être développée davantage en les utilisant comme moyen de transport en créant un système de livraison sur mesure, permettant d'étudier davantage la communication intercellulaire et le processus de métastase.

Date	17 août 2022
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vahé Nerguizian (Directeur(-trice)) & Julia Valdemarin Burnier (Codirecteur(-trice))