Bioproduction de capsules fonctionnelles génétiquement encodées – GenCaps

L'ingénierie biologique s'introduit de plus en plus dans les procédés de synthèses de molécules à haute valeur ajoutée, contribuant au développement de productions éco-compatibles à l'aide de fermentations bactériennes. Ce principe peut encore largement évoluer en détournant les voies de biosynthèses vers des productions de nano-objets complexes ou fragiles, intégrées par la cellule. Le projet GenCaps propose une preuve de concept de la formulation de capsules liposomes thermo-stimulables par des bactéries génétiquement modifiées. Nous poursuivront les objectifs suivants 1) la
surexpression de vésicules lipidiques (protéoliposomes) bien définis en terme de composition et de présentation de peptides à leur surface, sous contrôle de l'expression d'une protéine de structure recombinante, 2) une encapsulation de protéine/peptides solubles s'effectuant in cellulo, 3) le couplage de la membrane lipidique avec la réponse en température de chaines polymères pour contrôler sur demande la libération ou le ciblage des capsules. Le but explicite sur ce dernier point consistera à encoder des séquences thermosensibles ("elastine-like") pour obtenir des objets totalement biosynthétisés. Une étape intermédiaire générant des systèmes hybrides (couplage chimique post-production) a été aussi planifiée afin de marquer les vésicules et faciliter leur caractérisation. Nous étudierons notamment la stabilité et les formes membranaires (tubes ou sphères), l'orientation des protéines membranaires, et le déclenchement (thermique) sur commande de l'agrégation des protéines et de la rupture membranaire (perméabilisation). Franchi le stade de la preuve de faisabilité et du "scale-up" (pour lequel une étude de faisabilité sera commandée à la compagnie Synthelis), les applications de ce système pourraient renouveler les ingrédients de produits cosmétiques et alimentaires. Au delà, nous espérons que cette approche montrera le potentiel d'une orientation du champ de la bioingénierie vers le contrôle de nanoparticules organiques pour lequel beaucoup reste à inventer (biolatex, émulsions huileuses, etc).