Modeling cancer cell-derived extracellular vesicles using synthetic nanoparticles

Résumé

La métastase représente un défi majeur dans le traitement du cancer, le foie étant un site fréquent de dissémination tumorale. Les vésicules extracellulaires (VEs), de petites vésicules délimitées par une membrane et libérées par les cellules, jouent un rôle clé dans ce processus. Les VEs dérivées des cellules cancéreuses transportent des cargaisons biologiquement actives, telles que des protéines, vers des cellules cibles, contribuant ainsi à la préparation des sites métastatiques pour la colonisation par les cellules tumorales circulantes (un phénomène connu sous le nom de formation de niche pré-métastatique). Cependant, l’étude des VEs est compliquée par leur grande hétérogénéité et la difficulté à les isoler en quantité suffisante. Pour contourner ces limites, l’objectif de ce mémoire était de créer des VEs synthétiques (SVEs) à partir de liposomes afin de reproduire les propriétés et fonctions des VEs dérivées de cellules cancéreuses, en se concentrant sur l’encapsulation de protéines associées aux VEs. Deux stratégies ont été employées : 1) l’encapsulation dans des liposomes de protéines candidates spécifiques (par exemple, la protéine de choc thermique 70 (HSP70) et CD63) achetées dans le commerce, et 2) l’extraction de protéines totales à partir d’VEs isolées de cellules cancéreuses, suivie de leur encapsulation dans des liposomes. Les SVEs ont été produits par une approche microfluidique, conçue pour imiter la taille et le potentiel zêta des VEs naturelles. Les SVEs ont été caractérisées en termes de taille et de charge de surface par analyse de suivi de nanoparticules (NTA) et mesures de potentiel zêta. L'efficacité de l'encapsulation des protéines a été évaluée par des analyses biochimiques, incluant le gel SDS-PAGE sans coloration et le dosage micro-BCA. Le profil protéomique des SVEs a été déterminé par spectrométrie de masse. L'internalisation cellulaire a été étudiée par imagerie cellulaire en temps réel afin de quantifier l'absorption des SVEs par les cellules réceptrices. Les résultats démontrent que les SVEs peuvent incorporer efficacement des protéines associées aux VEs et présentent des caractéristiques similaires aux VEs naturelles, offrant ainsi un système reproductible pour étudier le rôle des protéines des VEs dans la métastase du cancer. Cette approche combine la nanotechnologie et la biologie du cancer, posant les bases pour le développement futur de systèmes de livraison ciblés inspirés des VEs pour des applications thérapeutiques.

Date	7 juil. 2025
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vahé Nerguizian (Directeur(-trice)) & Julia Valdemarin Burnier (Codirecteur(-trice))