Interaction de solutés avec un hydrogel et une cornée : analyse par spectroscopie et microscopie à épifluorescence

Details

Supervisors

Dupont-Gillain, Christine C. ; Franco, Alexis

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries, à finalité spécialisée
Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries, à finalité spécialisée

Abstract

frLa vision est un sens fondamental dans notre quotidien. Pourtant, plus de 2,2 milliards de personnes dans le monde souffrent de déficiences visuelles. Les pathologies cornéennes en sont une cause majeure, d’où l’importance de développer de nouveaux traitements. Cependant, le taux de succès en phase préclinique reste très faible, en partie à cause des limites des modèles actuels de cornée. Le projet ALMODCONS vise donc à créer un modèle artificiel de cornée humaine, appelé Cornea-on-Chip (CoC), capable de représenter les trois couches cellulaires reliées par une microfluidique, afin d’améliorer les tests précliniques. Ce mémoire se concentre sur la couche stromale de la cornée, modélisée par un hydrogel de gélatine méthacrylate (GelMA). L’objectif est d’étudier l’accumulation de plusieurs solutés, mimant des substances actives, à travers cet hydrogel, en fonction de leurs paramètres physico-chimiques (charge et hydrophobicité). Les résultats obtenus ont été comparés à ceux obtenus pour les cornées porcines afin d’évaluer la pertinence du modèle. La stratégie adoptée consiste à mettre en contact la GelMA ou la cornée porcine avec les molécules sélectionnées (sel de fluorescéine ; rhodamine B ; moxifloxacine ; cristal violet), puis à utiliser deux méthodes pour déterminer le coefficient d’accumulation de ces molécules dans les deux matrices : la colorimétrie (méthode indirecte ; par dosage du surnageant au contact du gel) et la microscopie à épifluorescence (méthode directe ; par visualisation de l’hydrogel ou de la cornée au contact de la solution). Ces méthodes ont été comparées afin d’en déterminer les avantages et les inconvénients. Plusieurs paramètres influencent les résultats : la contraction du gel obligeant une correction du volume pour affiner les calculs du coefficient, l’effet de la température et du temps d’incubation, la géométrie du système utilisé, ainsi que la concentration de la solution d’incubation. L’équilibre est souvent atteint en 24 heures, voire plus tôt. L’accumulation varie selon la charge des solutés : le cristal violet (cationique) s’accumule davantage que la fluorescéine (anionique), en raison d’interactions électrostatiques avec le gel (anionique). L’effet de l’hydrophobicité, en revanche, n’a pas pu être isolé de manière claire. Enfin, l’hydrogel et la cornée porcine présentent des similitudes en termes d’accumulation. Ces résultats soutiennent donc la pertinence de la GelMA comme modèle de la couche stromale de la cornée et contribuent au développement du modèle CoC. Toutefois, des développements supplémentaires seront nécessaires pour intégrer d’autres paramètres, tels que la culture cellulaire, afin de reproduire la complexité de la cornée. Ce travail a donc permis d’améliorer la compréhension des interactions soluté-GelMA.