Étude du lien entre la charge de surface, l'identité de la couronne de protéines et les mécanismes de toxicité pulmonaire de nanoparticules carbonées - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Study of the link between the surface charge, the identity of the protein corona and the pulmonary toxicity mechanisms of carbonaceous nanoparticles

Étude du lien entre la charge de surface, l'identité de la couronne de protéines et les mécanismes de toxicité pulmonaire de nanoparticules carbonées

Yasmin Arezki
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1285917
  • IdRef : 262536765

Résumé

As the use of manufactured nanoparticles (NPs) is booming, the need to ensure the safety of these objects has become a priority. The objective of the thesis was to study the link between surface charge, identity of the protein corona and toxicity mechanisms of carbon NPs called carbon dots (CDs), in lung cell models. This work was carried out on CDs with different characteristics in terms of surface charge (cationic, anionic or neutral), charge density (low, medium or high) and titratable character or not of the chemical functions present on their surface. It allowed us to: 1- characterize the protein corona of CDs, 2- show that the identity of this corona depends on the nature of the surface charge, but also the cationic charge density of these NPs, and 3- identify proteins of the corona that could play a role in the cell internalization of CDs. We have also shown that the surface charge and the charge density of cationic CDs are determining factors for their toxicity. Finally, we have demonstrated that cationic CDs of high charge density induce the macrophage death by pyroptosis, via mechanisms involving the lysosome, and that the titratable nature of the cationic charges on the surface of these CDs increases the occurrence of pyroptosis. Therefore, our work allowed us to better understand the link between the surface charge characteristics, the protein corona and the toxicity of cationic CDs in vitro.
L’utilisation des nanoparticules manufacturées (NPs) étant en plein essor, la nécessité de s’assurer de la sécurité de ces objets est devenue une priorité. L'objectif de la thèse a été d'étudier le lien entre la charge de surface, l’identité de la couronne de protéines et les mécanismes de toxicité de NPs carbonées appelées carbon dots (CDs), dans des modèles cellulaires pulmonaires. Ce travail a été réalisé sur des CDs de caractéristiques différentes en termes de charge de surface (cationique, anionique ou neutre), densité de charges (faible, moyenne ou élevée) et caractère titrable ou non des fonctions chimiques présentent à leur surface. Il nous a permis 1-de caractériser la couronne protéique de CDs, 2-de montrer que l'identité de cette couronne dépend de la nature de la charge de surface, mais également de la densité de charges cationiques de ces NPs, et 3-d’identifier des protéines de la couronne susceptibles de jouer un rôle dans l'internalisation cellulaires des CDs. Nous avons aussi montré que la charge et la densité de charges des CDs cationiques sont des facteurs déterminants de leur toxicité. Enfin, nous avons démontré que les CDs cationiques de haute densité de charges induisent la mort des macrophages par pyroptose, via des mécanismes impliquant le lysosome, et que le caractère titrable des charges cationiques à la surface de ces NPs augmente la survenue de la pyroptose. Donc, nos travaux ont permis de mieux comprendre le lien entre les caractéristiques de charge de surface, la couronne protéique et la toxicité des CDs cationiques in vitro.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04213511 , version 1 (21-09-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04213511 , version 1

Citer

Yasmin Arezki. Étude du lien entre la charge de surface, l'identité de la couronne de protéines et les mécanismes de toxicité pulmonaire de nanoparticules carbonées. Médecine humaine et pathologie. Université de Strasbourg, 2021. Français. ⟨NNT : 2021STRAJ072⟩. ⟨tel-04213511⟩
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