Les rafts lipidiques sont des nanodomaines membranaires enrichis en cholestérol et en sphingolipides impliqués dans la régulation de la signalisation médiée par le TCR. Néanmoins l'existence et la fonction de ces domaines sont sujettes à controverse compte tenu des difficultés expérimentales pour les étudier in vivo. En utilisant des traitements non invasifs ciblant spécifiquement la voie de biosynthèse de ces lipides, nous avons étudié l'influence de l'organisation latérale de la membrane sur l'activation lymphocytaire T. Par des approches biophysiques, nous avons démontré au sein de lymphocytes T primaires CD4+, que les molécules TCR, CD4 et Lck sont constitutivement partitionnées dans les rafts lipidiques dont est exclue CD45. De plus, cette préorganisation moléculaire modifie les paramètres d'adhésion entre le TCR. Pour étudier le rôle de ces structures au sein de cellules individuelles, nous avons développé une nouvelle méthodologie permettant de détecter et d'analyser à haut débit et de manière automatique la réponse calcique des cellules T. Nous avons confirmé l'influence des rafts membranaires dans la signalisation TCR par les rafts lipidiques joue un rôle majeur dans l'initiation de la reconnaissance antigénique des cellules T. / Lipid rafts are membrane nanodomains enriched in chrolesterol and sphingolipids, which ahave previously been implanted in TCR signaling mechanisms. This contention, however, has beacome highly controversial due to experimental difficulties to study these membrane organizations in vivo. Using non invasive treatments that target specific lipid biosynthesis, we have studied the influence of lateral membrane organization in T lymphocyte activation. By using biophysical approaches, we have demonstrated that in murine CD4+Tcelles, TCR, CD4 and Lck are constitutively and dynamically trapped in lipid rafts, whereas CD45 is excluded. Moreover, this pre-organization impacts binding of TCR to the MHC II-peptide complex and controls the initiation of early TCR signaling. To investigate the role of these structures within individual live cells, we have developed a new high throughput methodology to monitor the calcium mobilization in T cells. We have confirmed the influence of membrane rafts in TCR signaling. Our results have thus demonstrated that pre-organization of TCR signaling protagonists by lipid rafts play a major role in the initiation of T cell antigen recognition

La biocompatibilité d'un implant est principalement contrôlée par l'interface entre le biomatériau et le tissu environnant. Afin de contrôler cette interaction et de favoriser l'adhésion des cellules sur l'implant, nous avons créé à la surface d'alliages de titane des domaines nanométriques concentrés en séquence Arginine-Glycine-Acide Aspartique (RGD) reconnue pour ses propriétés adhésives. Après avoir modifié la chimie de surface par un agent de liaison aminosilane, nous avons utilisé les méthodes de synthèse de dendrimères ou liés des nanoparticules à l'aminosilane afin de démultiplier le nombre de amines primaires par site. Ces amines primaires étant ensuite utilisées pour attacher la séquence RGD à la surface du matériau. L'adhésion d'ostéoblastes sur les matériaux préparés a été étudié par acoustique picoseconde. / Abstract

Dans le but de développer des matériaux et des dispositifs avec de nouvelles propriétés, l’élaboration de monocouches auto-assemblées (SAM) est un sujet d'intérêt croissant dans le domaine des nanosciences. Les SAM sont des agrégats bidimensionnels formés par des molécules régulièrement espacées sur une surface et liées entre elles par des forces non covalentes. Le domaine des biocapteurs électrochimiques pour la reconnaissance des brins d'ADN est parmi les applications les plus récentes des SAM. Dans ce cadre, nous avons mené une étude théorique des mécanismes fondamentaux engagés lors de l’adsorption de la molécule quinone Jug-C4-thiol sur la surface Au (111). Les résultats ont été confrontés aux mesures expérimentales accessibles réalisées par l’équipe « nano 2D » au laboratoire ITODYS (Université Paris7). Tout d’abord, la théorie de la fonctionnelle de la densité PBE et PBE-D2 a été utilisée pour étudier les mécanismes mis en jeu (physisorption ou chimisorption) lors de l’adsorption de la molécule isolée à la surface de Au (111) et déterminer le site le plus favorable pour chaque mécanisme. La nature de la liaison entre la molécule et la surface de a été finement analysée à l’aide de calculs de densité d’états (DOS) et de différences de densités de charge. Ensuite, l'assemblage de la molécule quinone Jug-C4-thiol sur la surface Au (111) a été étudié. Cet assemblage des molécules a été initié par la formation de configurations de dimère à travers la formation de liaisons intermoléculaires (liaison hydrogène et π-stacking, …). Les spectres infrarouges des configurations les plus stables ont été simulés et confrontés à l’expérience. Et enfin, le mécanisme d’échange entre des molécules « hôtes » (alcanethiols C12H25SH préalablement assemblés sur la surface) et « invitées » (Jug-C4-thiols) a été exploré avec les outils théoriques. L’analyse des résultats a mis en évidence des informations structurales et énergétiques importantes sur la formation de la monocouche moléculaire mixte. / In order to develop materials and devices with new properties, the development of self- In order to develop materials and devices with new properties, the development of self-assembled monolayers (SAM) is a topic of growing interest in the field of nanoscience. SAM are two-dimensional aggregates formed by molecules regularly spaced on a surface and bonded together by non-covalent forces. The field of electrochemical biosensors for DNA strand recognition is among the most recent applications of SAM. In this context, we conducted a theoretical study of the fundamental mechanisms involved in the adsorption of the quinone Jug-C4-thiol molecule on the Au (111) surface. The results were compared to the accessible experimental measurements from the "nano 2D" team at the ITODYS laboratory (Paris 7 University). First, the density functional theory at PBE and PBE-D2 levels was used to study the mechanisms involved (physisorption or chemisorption) during the adsorption of the isolated molecule on the surface of Au (111) and access to the most favorable site for each mechanism. The nature of the binding between the molecule and the surface was finely analyzed using density of states (DOS) calculations and differences in charge densities.Then, the assembly of the quinone Jug-C4-thiol molecule on the Au (111) surface was studied. This assembly of molecules was initiated by the formation of dimer configurations through the formation of intermolecular bonds (hydrogen bonding and π-stacking, etc.). The infrared spectra of the most stable configurations were simulated and compared with the experiment. And finally, the mechanism of exchange between "host" molecules (C12H25SH alkanethiols previously assembled on the surface) and "invited" molecules (Jug-C4-thiols) was explored with the theoretical tools. The analysis of the results revealed important structural and energetic informations on the formation of the mixed molecular monolayer.