Abstract

Les interactions protéines-carbohydrates sont impliquées dans l'adhésion des bactéries à la surface cellulaire. L'utilisation des carbohydrates a permis le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et de biodétection. Comme leurs interactions avec les protéines sont faibles, une amplification de celles-ci est nécessaire. Cette thèse va aborder une telle approche pour développer un biocapteur. Pour amplifier et optimiser les interactions protéines-carbohydrates cette étude combine l'efficacité des glycodendrimères (GD) pour la reconnaissance de lectines et les propriétés optiques de l'or afin de développer des glyconanoparticules d'or (GNP) comme biocapteurs. Pour synthétiser les GNP, des dendrimères de type poly(amidoamine) PAMAM sont adsorbés sur des nanoparticules d'or (NP). Puis, les amines terminales de NP sont modifiées avec des carbohydrates (et des fluorophores) par un couplage thio-urée. Les méthodes physico-chimiques de caractérisation ont démontré que des GNP solubles dans l'eau, ayant une taille d'environ 2 nm, avec peu de défauts sur les branches de PAMAM et un bon rapport stoechiométrique N : S sont obtenues. Un titrage des amines terminales avec le TNBS permet de constater les bons rendements du greffage des carbohydrates. Les GNP ont été utilisées comme biocapteurs pour la détection de lectines végétales et d'une bactérie, E. coli par fluorescence et microscopie. Les mesures de fluorescence ont démontré que la surface d'or des GNP est impliquée dans le processus d'atténuation de la fluorescence des lectines par un mécanisme de transfert d'énergie de type SET. Cette méthode a permis de déterminer les paramètres thermodynamiques et cinétiques de l'interaction lectines-carbohydrates. Les constantes d'affinités de la lectine Con A pour les GNP sont 10 à 100 fois supérieures aux GD. Les paramètres thermodynamiques obtenus montrent une contribution entropique favorable pour les GNP comparée à une contribution entropique défavorable pour les GD lors de la formation du complexe lectine-carbohydrate. Les résultats cinétiques montrent que la formation du complexe lectine-GNP est une réaction biomoléculaire du deuxième ordre ayant une vitesse d'association inférieure aux vitesses contrôlées par diffusion. Le potentiel de nanoparticules de silice recouvertes de carbohydrates pour la détection des lectines a aussi été montré dans cette thèse. Cependant ces dernières sont moins sélectives envers les lectines.