Développement de cellule synthétique comme micro-réacteur pour l'étude de l'activité enzymatique des NO-synthases et la compréhension de leur fonctionnement en conditions physiologiques – NO-SynthCell

Le but de ce projet, à l’interface entre la chimie/biologie/biophysique, concerne le développement de capsules micrométriques multi-compartimentées adressables, comme système d’étude du fonctionnement d’entités biologiques complexes, telles que les enzymes NO-synthases (NOS). Le confinement de ces enzymes dans ces systèmes auto-assemblés à base de copolymères à blocs, capables de séparer les espèces réactives et déclencher par photo-activation leur mélange, tout en permettant de mesurer les produits issus de leur réaction, présente un environnement biomimétique unique. Le développement de « cellules artificielles » à partir de copolymères à blocs auto-assemblés et compartimentés devrait ainsi nous permettre de mesurer de façon contrôlée sur le plan cinétique et quantitatif les produits formés (RNOS pour “Reactive Nitrogen and Oxygen Species”) par les NOS, et ce de façon proche du système réel, en se rapprochant des tailles caractéristiques, concentrations, vitesses de diffusion,… rencontrées dans les conditions biologiques (ce qui n’est pas le cas si les mêmes mesure sont réalisées dans le volume). Nous étudierons aussi les paramètres permettant de moduler l’activité des NOS, substrats et cofacteurs, en modulant leur concentration relative. La mise au point de systèmes de libération photo-induits, couplés à une détection électrochimique et photochimique, permettront un suivi cinétique résolu dans le temps et l’espace. De telles observations, inédites et trop complexes pour être réalisées sur un système cellulaire réel, nous permettront d’acquérir une compréhension nouvelle sur le fonctionnement des NOS. La démonstration de l’immense potentiel d’une telle cellule artificielle pourra ensuite être étendu à la conception de systèmes plus ambitieux sur le long terme, en particulier avec une visée thérapeutique.