Oligomères colloidaux plasmoniques – COLIGOMERE

Les nanoparticules d'or peuvent se comporter comme des nanosources de chaleur lorsqu’elles sont illuminées par un laser ayant une fréquence proche de la fréquence propre de l’onde plasmon de surface. Cette propriété est exploitée commercialement dans de nombreuses applications telles que la thérapie photothermique, la bio-imagerie, la bio-détection, la délivrance de gènes ou de médicaments et la nanochirurgie. Parmi d’autres défis, ces applications biomédicales nécessitent d’atteindre des températures maximales adéquates tout en réduisant la dose de nanoparticules injectées et en minimisant les dommages induit par le laser sur les régions saines. Jusqu'à présent, la plupart des études ont tenté de résoudre cette problématique en ajustant la taille et la forme des nanoparticules. Cependant, l'optimisation de l'efficacité du chauffage en augmentant la taille des nanoparticules n'est pas une option viable car elles deviennent des absorbeurs de plus en plus inefficaces. Ceci est également préjudiciable en termes de biodistribution et de biodégradation quelle que soit la fonctionnalisation de la surface des nanoparticules. Selon plusieurs résultats de simulations, une option viable pour résoudre ce problème d'optimisation entre les exigences physiques et biologiques consisterait à auto-assembler de petites nanoparticules (rayon inférieur à 10 nm) en agrégats linéaires de taille finie (longueur < 200 nm) d'environ 10 nanoparticules en contact étroit. A notre connaissance, ces prédictions n'ont pas été validées expérimentalement en volume jusqu'à présent car il reste difficile d'assembler en solution aqueuse des nanoparticules isotropes de manière anisotrope avec une faible polydispersité structurale et en utilisant des composants biocompatibles.
Le premier objectif du projet COLIGOMERE est de développer une nouvelle méthode basée sur l'auto-assemblage de nanoparticules et de polymères pour obtenir des agrégats nanométriques 1D biocompatibles avec une taille et une structure interne contrôlées. Nous considérerions des nanoparticules d'or en interaction électrostatique avec des polymères de complexité croissante allant du polycation naturel (Chitosan, Poly-L-Lysine) à de nouveaux copolymères greffés synthétiques composés d'un squelette d’alcool polyvinylique et de bras latéraux en poly-L-Lysine. Cette complexité croissante vise à pouvoir accroitre la stabilité de ces agrégats dans des milieux biologiques complexes et à maintenir la capacité de contrôle structural dans un environnement où les conditions physico-chimiques sont imposées. Le second objectif sera de corréler, pour la première fois, les caractéristiques des agrégats (taille, structure globale et locale) en volume avec: (i) leur absorption optique et leur capacité de chauffage dans des milieux de complexité croissante allant du simple milieu tamponné à l’in vivo, (ii) leur internalisation dans des cellules fibroblastes humaines et l'évolution de leur capacité de chauffage induite par l'évolution structurale pouvant intervenir suite à l'internalisation, (iii) leur efficacité comme agents de contraste pour l'imagerie photoacoustique et leur biodistribution in vivo.