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Laurent Mugherli

Microarrays fonctionnels de gouttes : de la synthèse chimique combinatoire au criblage de molécules bioactives

Publié le 8 décembre 2006
​Thèse soutenue le 08 décembre 2006 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Spécialité : Biotechnologie, Santé et Management

Résumé :
Les microarrays, assemblages organisés d’entités chimiques, biologiques ou cellulaires sont en pleine expansion, car ils présentent un potentiel élevé en recherche fondamentale et appliquée. La mise en œuvre de la technologie microarray repose sur trois méthodes essentielles : la chimie de surface pour la fonctionnalisation des supports, l’utilisation de technologies de précision micrométrique pour fabriquer les microarrays et la détection. Parmi toutes les applications, les microarrays visant à détecter l’activité enzymatique ont connus un développement rapide car ils permettent de tester l’efficacité d’un grand nombre de substrats ou d’inhibiteurs en parallèle. Les protéases, enzymes indispensables aux organismes vivants, et cibles thérapeutiques reconnues, sont des modèles biologiques de choix pour les études d’activité enzymatique sur microarray. La synthèse chimique sur puce n’est en revanche pas très développée.
La technologie développée au sein du laboratoire nous permet de former sur quelques cm2 des microarrays de centaines de microgouttes constituant chacune un microréacteur indépendant. Le but de cette thèse est d’appliquer pour la première fois cette technologie à la synthèse chimique et à l’étude de l’activité protéolytique, avant de combiner de manière novatrice les deux approches pour réaliser un criblage.
L’application de ces microarrays en synthèse chimique a été utilisée avec succès pour la synthèse d’une banque de molécules chimiques et pour la recherche combinatoire de nouveaux fluorophores. En ce qui concerne l’enzymologie, l’observation de la protéolyse a été validée en utilisant trois types de substrats fluorogènes, dans un premier temps avec la papaïne, puis avec une métalloprotéase, et enfin avec la protéase virale NS3 du virus de l’hépatite C. Finalement, l’utilisation séquentielle de la synthèse chimique et de la biochimie sur un même microarray, qui constitue une approche inédite, a été dédiée à la recherche de nouveaux inhibiteurs de la protéase virale NS3. Ce criblage a conduit à la découverte de molécules potentiellement intéressantes comme agents antiviraux.

Jury :
Président : Pr Éric Defrancq
Rapporteur : Dr Jean-Claude Florent
Rapporteur : Dr Oleg Melnyk
Examinateur : Dr Laurence Lafanechère
Examinateur : Dr François Chatelain
Directeur de thèse : Dr Maxim Balakirev

Mots-clés :
Microarray, puce, technologie, synthèse chimique combinatoire, molécules bioactives, substrats fluorogènes, protéases, NS3, VHC, antiviraux

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