Transport moléculaire optimisé

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décembre 2013
Aurore Fraix dans son laboratoire à l'université de Catane en Sicile.
© DR

Chimiste, elle synthétise des molécules complexes capables de transporter et surtout de libérer l’ADN dans les cellules.

PRIX SANTE ET BIEN ETRE

Réaliser un véhicule sur mesure pour transporter de l’ADN à l’intérieur des cellules, voilà la mission d’Aurore Fraix pour sa thèse, menée au sein de l’UMR de chimie(1) de l’Université de Bretagne Occidentale. Les chercheurs utilisent déjà couramment des liposomes (ou vecteurs). Ce sont des molécules amphiphiles, composées d’une tête chargée positivement, qui peut interagir avec l’ADN chargé négativement, et de chaînes lipidiques, qui permettent au liposome de traverser la membrane cellulaire. « Le liposome et l’ADN se mélangent, un peu comme des spaghettis pour former de petites pelotes, explique Aurore Fraix. Ainsi compacté et protégé, l’ADN peut entrer dans la cellule. Mais toute la difficulté consiste ensuite à le libérer à l’intérieur. »

Une question d’équilibre

C’est tout le paradoxe de ces vecteurs : ils doivent être suffisamment stables pour le voyage, mais pas trop pour que l’ADN puisse être libéré. C’est sur ce point précis qu’Aurore Fraix a travaillé, avec les compétences acquises par l’équipe Phosphore et vectorisation, dirigée par Paul-Alain Jaffrès. « Pour les chaînes lipidiques, je suis partie de molécules que nous connaissons bien au laboratoire : les phosphoramides, qui sont notamment composées d’atomes de phosphore et d’oxygène. J’ai remplacé l’oxygène par du soufre. La liaison entre le phosphore et le soufre étant un peu moins polaire qu’avec l’oxygène, l’édifice global est un peu moins stable et donc plus propice à la libération de l’ADN. » La doctorante a mis un an à finaliser le protocole de synthèse car le soufre est connu pour être difficile à manipuler. Et après avoir introduit le soufre, il faut réussir à former le liposome. « Nous avons été jusqu’à tester le transport d’ADN dans des cellules in vitro en partenariat avec des collègues biologistes, poursuit-elle. Cela a bien fonctionné in vitro et, en 2010, nous avons décidé de protéger le vecteur avec un brevet(2) et d’effectuer quelques tests in vivo, qui n’ont pas été publiés. »

D’autres pistes explorées

Pour des raisons de coût, la molécule n’est plus protégée aujourd’hui. Mais Aurore Fraix a travaillé sur d’autres vecteurs, toujours dans l’idée de chercher à améliorer leur efficacité. Elle a, par exemple, utilisé des colipides pour aider le vecteur à passer la membrane cellulaire - ils ont été testés sur un modèle de cellules hépatiques mis au point à Rennes -. L’autre piste envisagée par la doctorante a été de jouer sur l’accrochage entre les deux parties du liposome, la tête cationique et les chaînes lipidiques, en construisant des liaisons avec deux atomes de soufre. « Pour des raisons d’équilibre chimique(3), les ponts disulfures sont plus stables à l’extérieur de la cellule qu’à l’intérieur, explique la chimiste. Ce qui aurait dû avoir pour effet de favoriser la déstructuration du liposome dans l’espace intracellulaire et donc la libération de l’ADN, tout en diminuant la toxicité du vecteur. » En théorie seulement..., car une fois la synthèse des composés mise au point, les résultats sur les cellules ont égalé, sans vraiment dépasser, les résultats des composés commerciaux. « On pense que c’est parce que les ponts disulfures ne sont pas placés au bon endroit dans le vecteur. » Aurore avait commencé à retravailler sur la question, mais son contrat s’est terminé avant la fin des expériences.

Entre chimie et biologie, son cœur a balancé

Après avoir suivi le cursus préparatoire de l’École nationale supérieure de chimie de Rennes, puis passé une année en sciences de la matière à l’Université de Rennes 1 (niveau L2), Aurore Fraix s’inscrit à l’IUP chimie biologie de Nantes (L3 et master 1). « Je recherchais une formation avec une composante professionnelle, explique-t-elle. Et je tenais à garder une proximité avec la biologie. » Elle choisira l’UMR de chimie de l’Université de Bretagne Occidentale, à Brest, et une équipe très tournée vers les applications médicales, où elle effectuera sa thèse (soutenue en décembre 2010). Elle y restera même encore un an, à un poste d’attachée temporaire d’enseignement et de recherche.

Grâce à une bourse Marie Curie, elle s’est ensuite envolée vers l’université de Catane, en Sicile. Elle y est toujours, dans le cadre d’un contrat avec l’Airc(4), pour laquelle elle travaille sur le transport de molécules thérapeutiques, avec un autre type de vecteurs.

« Ce que j’aime dans la recherche, c’est que l’on n’est jamais au bout : dès que l’on fait un pas en avant, de nouvelles voies s’ouvrent. Et c’est souvent quand on s’y attend le moins que les choses bougent. » De la Sicile, Aurore Fraix guette attentivement les postes de maître de conférences, car elle aimerait aussi enseigner.

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Nathalie Blanc

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