Optical biosensors are desired for the monitoring of various biochemical markers, which are relevant indicators in the treatment and diagnosis of diseases. Specifically, luminescence sensors are favorable for optical interrogation since they are highly sensitive to analyte changes and may be implemented in lifetime or intensity-based systems. In order to develop particle-based fluorescent sensors, poly(2-hydroxyethylmethacrylate) (HEMA) microspheres have been fabricated via membrane emulsification and characterized to evaluate the emulsion method and the overall process of tailoring properties to synthesize spheres of specific mean sizes. A pH-sensitive indicator seminaphthorhodafluors-4F 5-(and-6)-carboxylic acid (SNARF) was immobilized within the microspheres, and resulting sensor particles were exposed to various pH buffers to obtain a pH calibration curve based on intensity measurements. PolyHEMA microparticles were fabricated in a systematic study with measured mean sizes ranging from 8-21 um. Optical and scanning electron microscopy images revealed the formation of spherical, porous particles, which were additionally stabilized with polymer coatings. The lowest coefficient of variation value achieved was 50%, indicating the inability to produce monodisperse particles due to the dispersity of pore sizes in the membrane. SNARF was immobilized within the polyHEMA spheres, and fluorescence was observed when exposing the sensors to different pH buffers on a fluorescence microscope. Ratiometric intensity measurements for the sensor particles were obtained on a spectrofluorometer while flowing pH buffers over the immobilized spheres in a reaction chamber. The peak intensity ratio of the microparticle sensors exhibited a change in 0.9 units when decreasing the pH from 8.4 to 5.5. In the future, these pH sensing particles may be implanted alongside glucose sensing materials in order to provide valuable pH information in understanding the immune response to specific biomaterials and sensing components.

La résistance à l'anoïkis est une étape importante vers la transformation maligne. Afin de comprendre les mécanismes de survie des cellules de mélanome hautement métastatique B16F10, un matériau cellulosique développé dans le laboratoire (CEL), ainsi que le polyHEMA ont été utilisés comme supports anti-adhésifs. Les cellules, au contact de ces revêtements adoptent une architecture en 3D qui est représentative de la situation in vivo. Le polystyrène sur lequel les cellules s'étalent (2D) et prolifèrent a été utilisé comme support de référence. Le comportement de la lignée de mélanome murin utilisée est comparé à celui de deux autres lignées murines identifiées sensibles à l'anoïkis : les fibroblastes Swiss 3T3 et les pré-ostéoblastes MC3T3. Nous avons pu mettre en évidence des dysfonctionnements représentant des «verrous» moléculaires pouvant être impliqués dans la survie des cellules de mélanome : en particulier l'activation prolongée de RhoA, la faible activation des caspases 3 et 9, l'activation de la voie de survie intracellulaire PI3K/AKT, l'expression élevée des intégrines et prolongée de la survivine. Nous avons alors cherché à lever certains de ces « verrous » en faisant agir des inhibiteurs chimiques ou en utilisant des siRNA. Un effet significatif sur la prolifération cellulaire a été observé en inhibant la voie PI3K/AKT. En revanche, l'hypothèse d'un rôle déterminant de la fibronectine dans le comportement des cellules B16F10 n'a pas été confirmée, au niveau de l'expression du gène (mesurée par qRT-PCR ou inhibée par siRNA). Enfin, des résultats prometteurs ont été obtenus sur l'effet anti-tumoral de la pectine Okra sur les cellules B16F10 cultivées en 3D.