Fluorescent polymer nanoparticles, ultrasmall, ultrabright and stealth for intracellular tracking and super-resolution imaging
Nanoparticules de polymères fluorescentes, ultrapetites, ultrabrillantes et furtives pour le suivi intracellulaire et l’imagerie super-résolutive
Résumé
Visualization of biological processes at molecular level is made possible by fluorescence imaging. However tracking single biomolecules inside cells requires very bright probes capable to move in the whole cytosol and interacting exclusively with the intracellular target. Fluorescent polymer nanoparticles have the advantages of the biocompatibility and flexibility in addition to be very bright. In this thesis project, we developed dye-loaded polymer nanoparticles for intracellular imaging. We then developed a method allowing to control size of particles and to reach particle sizes < 9 nm. The brightness of the nanoparticles loaded with lanthanide complexes or rhodamine made easier their detection and decreased their phototoxicity in living cells. On the other hand, the design of zwitterionic nanoparticles was able to prevent non-specific interactions in the cytosol without increasing the particle diameter. Finally, the functionalisation of these polymer nanoparticles offered the possibility to be very powerful tools for tracking intracellular biomolecules.
L’observation de processus biologique à l’échelle moléculaire est possible aujourd’hui grâce à l’imagerie de fluorescence. Cependant suivre des biomolécules individuelles à l’intérieur de cellules requiert des sondes très brillantes, capables de se déplacer dans tout le cytosol en interagissant uniquement avec la cible intracellulaire. Les nanoparticules polymériques fluorescentes ont l’avantage d’être biocompatibles, flexibles en plus d’être très brillantes. Dans ce projet de thèse, nous avons développé des nanoparticules polymériques chargées en fluorophores en tant que sondes pour l’imagerie intracellulaire. Nous avons ainsi élaboré une méthode permettant de contrôler la taille des particules et d’obtenir des particules avec un diamètre < 9 nm. La brillance de ces nanoparticules à base de complexes de lanthanides ou de rhodamine facilite leur détection et permet en même temps de diminuer la phototoxicité sur les cellules vivantes. D’un autre côté, la conception de nanoparticules zwittérioniques a permis de limiter les interactions non spécifiques dans le cytoplasme sans augmenter le diamètre des particules. Enfin, la fonctionnalisation de ces particules polymériques offre la possibilité d’être des outils très performants pour le suivi de biomolécules intracellulaires.
Origine : Version validée par le jury (STAR)