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Page:Guillaume Paumier - Technologies PNIPAM pour les laboratoires sur puces.djvu/30

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diminuer la lcst ; chaque surfactant a une influence particulière. La salive et les sécrétions gastro-intestinales ont probablement un effet limité sur la lcst du pnipam, rendant ainsi possible son utilisation pour l’ingestion orale de médicaments. L’influence des sels sur la lcst a d’ailleurs été mise à profit pour concevoir un composé incluant des sels qui retardent la distribution de médicament dans le milieu  ().

Culture de cellules. Les cellules ont une affinité particulière pour les surfaces hydrophobes ; à l’inverse, les surfaces hydrophiles ont tendance à les repousser. Il est donc intéressant d’utiliser les surfaces de pnipam comme substrat de culture de cellules  (). Les conditions environnementales nécessaires à la culture de cellules humaines, notamment la température de °C, sont compatibles avec l’état replié du pnipam ; par ailleurs, la couche chimique de pnipam sert d’interface souple entre la surface et les cellules. Celles-ci s’accrochent sur le pnipam hydrophobe et y prolifèrent ; quand la culture arrive à terme, une baisse de la température sous la lcst du pnipam entraîne le décrochage des cellules (Fig. fig:cell-culture) ; cette libération douce permet de s’affranchir des méthodes de digestion enzymatique à base de trypsine  (). Les cellules cultivées sur pnipam conservent des caractéristiques fonctionnelles très proches de celles des cellules originales ; elles peuvent également conserver des phénotypes différenciés  () ; au contraire, l’utilisation de trypsine peut endommager les cellules ou perturber leur métabolisme  (). Il est même possible de dessiner des motifs pour réaliser une coculture de deux types de cellules  (). Le nipam peut être associé à un ou plusieurs autres monomères pour former des substrats de culture copolymères  (), parfois recouverts d’une couche intermédiaire de protéines  (). Okano et al. ont par ailleurs démontré que le métabolisme des cellules a une influence sur le détachement des cellules  ().

Culture et libération douce de cellules sur des couches de pnipam.

Conjugaisons. Le pnipam est conjugué avec de multiples objets biologiques, pour leur conférer un caractère thermosensible. C’est par exemple le cas de l’\adn  (), dont le conjugué est notamment utilisé pour la séparation d’enzymes  () ; des copolymères de nipam sont également utilisés comme vecteurs d’\adn  (). Les enzymes comme la trypsine peuvent, elles aussi, être conjuguées à du pnipam  (), tout en conservant une grande partie de leur activité  (). À l’inverse, Sigolaeva et al. ont montré qu’une enzyme incluse de façon covalente dans la matrice d’un gel de pnipam voit son activité réduite au-delà de la lcst  ().

Protéines. Le pnipam peut aussi être conjugué à des protéines, qui n’ont généralement pas d’influence sur la lcst  (). Le pnipam a ainsi été fixé à des macromolécules de streptavidine près du site de reconnaissance de la biotine ; la reconnaissance a lieu normalement sous la lcst ; au-dessus de la lcst, le pnipam s’effondre et bloque la formation du lien streptavidine-biotine  (). La même équipe a plus tard réussi à utiliser le pnipam pour contrôler thermiquement l’accrochage et le décrochage de biotine sur la streptavidine  (). Par ailleurs, le pnipam peut être utilisé comme support d’adsorption de protéines, de la même manière que pour les cellules  (); cela permet d’envisager des applications en préparation d’échantillons ou en purification de protéines  (). Plusieurs équipes ont étudié l’accrochage de protéines fluorescentes sur du pnipam () ou des copolymères de nipam  (), y compris sur des surfaces mobiles  ().

Autres usages. Le pnipam est utilisé pour des travaux plus originaux, tel que dans le domaine de la neurochirurgie intravasculaire : le pnipam a ainsi été étudié in vivo pour obstruer des vaisseaux sanguins et générer une embolie  (). Matsubara et al. ont utilisé ses propriétés thermiques pour préconcentrer du phosphate et le doser optiquement. La contraction d’un gel de pnipam au-dessus de la lcst permet de bloquer la diffusion d’espèces dans ce gel, comme le glucose ou l’insuline  (). Par ailleurs, le pnipam a ouvert la voie de la séparation par chromatographie thermosensible, liquide  () ou par exclusion de taille  ().

Conclusions