Topic description
Des défauts de transport moléculaire axonal sont observés dans les maladies neurodégénératives mais on ignore à quel stade de la maladie ils apparaissent, et quel rôle ils jouent dans son développement. L'équipe du labo LuMIn (ENS Saclay) a mis au point une méthode de mesure de ce transport reposant sur l'endocytose de nanodiamants fluorescents (FND) par des neurones de souris en culture 2D, et le suivi par vidéo-microscopie de fluorescence rapide du déplacement dirigé des endosomes qui les contiennent. Pour permettre l'internalisation spécifiquement neuronale dans des organoïdes cérébraux qui possèdent une diversité cellulaire proche de celles d'un cerveau humain (présence de cellules gliales et d'astrocytes en plus des neurones), le greffage d'un peptide neurotrope (RVG29, reconnaissant spécifiquement les neurones) sur des FND a été entrepris au labo LAMBE (Univ Evry), avec l'appui de caractérisations par des techniques d'analyses physicochimiques avancées (spectrométrie de masse, spectroscopie infrarouge, XPS, biosenseur à résonance plasmonique…). Des résultats récents ont montré qu'après incubation avec les neurones de souris en cultures (LuMIn) les FND-RVG29 interagissaient plus fortement avec ces derniers en comparaison des FND-COOH non fonctionnalisés. Cependant les propriétés des mouvements observés indiquent que les FND-RVG29 ne sont pas efficacement internalisés par les neurones, pour des raisons encore à élucider. L'objectif de cette thèse consistera à poursuivre les travaux initiés avec RVG29, en employant des méthodes de couplage chimique alternatives, ainsi que d'autres peptides neurotropes, et d'autres particules optiquement actives excitables dans le proche infrarouge (e.g. nanoparticules à conversion ascendante de photon), domaine spectral bien adapté à l'imagerie en profondeur dans les tissus, transparents à ces longueurs d'onde. Il s'agira aussi d'étendre progressivement les mesures en culture à des études menées dans des modèles biologiques plus complexes, à commencer par des tranches de cerveaux de souris, puis des organoïdes cérébraux humains (disponibles au LuMIn).
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Defects in axonal molecular transport are observed in neurodegenerative diseases, but it is not known at what stage of the disease they appear, nor what role they play in its development. The LuMIn lab team (ENS Saclay) has developed a method for measuring this transport based on the endocytosis of fluorescent nanodiamonds (FNDs) by mouse neurons in 2D culture, and tracking by rapid fluorescence video microscopy the directed movement of the endosomes that contain them. To enable specifically neuronal internalization in brain organoids that have a cellular diversity close to that of a human brain (presence of glial cells and astrocytes in addition to neurons), the grafting of a neurotropic peptide (RVG29, specifically recognizing neurons) onto FNDs was undertaken at the LAMBE lab (Univ Evry), with the support of characterizations using advanced physicochemical analysis techniques (mass spectrometry, infrared spectroscopy, XPS, plasmon resonance biosensor, etc.). Recent results have shown that after incubation with mouse neurons in culture (LuMIn), FND-RVG29 interacted more strongly with them than non-functionalized FND-COOH. However, the properties of the movements observed indicate that FND-RVG29 are not effectively internalized by neurons, for reasons that remain to be elucidated. The objective of this thesis will be to continue the work initiated with RVG29, using alternative chemical coupling methods, as well as other neurotropic peptides and other optically active particles that can be excited in the near infrared (e.g., photon upconversion nanoparticles), a spectral domain well suited to deep imaging within tissues that are transparent to these wavelengths. The aim will also be to gradually extend the measurements in culture to studies conducted in more complex biological models, starting with slices of mouse brains, then human brain organoids (available at LuMIn) [1].
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Début de la thèse : 01/10/
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Contrats ED : Programme blanc GS-Chimie
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