Nanogels ADN-protéine dynamiques – Dynagel

Les nanotechnologies et biotechnologies modernes nécessitent des plateformes multifonctionnelles nanométriques présentant bonnes contrôlabilité et biocompatibilité. Ce projet vise à développer des nanogels ADN-protéines capables d'exposer ou de libérer les protéines incorporées de manière contrôlée. Nous avons précédemment développé de nouveaux nanogels d'ADN où la réticulation de l'ADN multi-biotinylé a été réalisée par une forte liaison streptavidine-biotine. Ces nanogels pouvaient être facilement fonctionnalisés avec des protéines biotinylées ou streptavidinées et délivrés dans des cellules vivantes via des agents de transfection de l'ADN conventionnels. Cependant, cette approche a consisté en une liaison presque irréversible des protéines cargo aux nanogels, empêchant leur libération cytoplasmique même si les nanogels ont été internalisés avec succès par les cellules. Dans ce projet, nous proposons de développer et d'étudier plusieurs méthodes pour rendre ces nanogels dynamiques. Premièrement, l'ajout de charges négatives supplémentaires dans les nanogels augmentera les répulsions électrostatiques entre les composants à l'intérieur des nanogels et permettra la libération des protéines chargées en cas de modification de la force ionique, de la température ou du pH de leur environnement. Deuxièmement, la réticulation des nanogels sera effectuée non pas avec la streptavidine, mais avec la streptactine, et la libération des protéines chargées deviendra possible grâce à la compétition entre la biotine et les strep-tags pour la streptactine. Enfin, des nanogels d'ADN doublement réticulés seront obtenus en combinant la réticulation streptavidine-biotine avec l'hybridation de l'ADN. En interrompant cette hybridation, la densité des nanogels pourra être contrôlée de manière dynamique et les protéines chargées pourront être exposées ou libérées des nanogels. Les nanogels dynamiques développés seront ensuite utilisés pour la libération de protéines après leur transfection dans différents types cellulaires. Ce projet représente donc une étude fondamentale, combinant les principes de la chimie physique et de la nanotechnologie de l'ADN, nécessaire pour appliquer les nanogels ADN-protéines comme nouveau nanomatériau en nanomédecine.