Sorting mechanisms regulating membrane protein traffic in the apical transcytotic pathway of polarized MDCK cells.

The transcytotic pathway followed by the polymeric IgA receptor (pIgR) carrying its bound ligand (dIgA) from the basolateral to the apical surface of polarized MDCK cells has been mapped using morphological tracers. At 20 degreesC dIgA-pIgR internalize to interconnected groups of vacuoles and tubules that comprise the endosomal compartment and in which they codistribute with internalized transferrin receptors (TR) and epidermal growth factor receptors (EGFR). Upon transfer to 37 degreesC the endosome vacuoles develop long tubules that give rise to a distinctive population of 100-nm-diam cup-shaped vesicles containing pIgR. At the same time, the endosome gives rise to multivesicular endosomes (MVB) enriched in EGFR and to 60-nm-diam basolateral vesicles. The cup-shaped vesicles carry the dIgA/pIgR complexes to the apical surface where they exocytose. Using video microscopy and correlative electron microscopy to study cells grown thin and flat we show that endosome vacuoles tubulate in response to dIgA/pIgR but that the tubules contain TR as well as pIgR. However, we show that TR are removed from these dIgA-induced tubules via clathrin-coated buds and, as a result, the cup-shaped vesicles to which the tubules give rise become enriched in dIgA/pIgR. Taken together with the published information available on pIgR trafficking signals, our observations suggest that the steady-state concentrations of TR and unoccupied pIgR on the basolateral surface of polarized MDCK cells are maintained by a signal-dependent, clathrin-based sorting mechanism that operates along the length of the transcytotic pathway. We propose that the differential sorting of occupied receptors within the MDCK endosome is achieved by this clathrin-based mechanism continuously retrieving receptors like TR from the pathways that deliver pIgR to the apical surface and EGFR to the lysosome.

Conceptualisation of an application of adaptive synthetic socioeconomic agents for intelligent network control

The deployment of Quality of Service (QoS) techniques involves careful analysis of area including: those business requirements; corporate strategy; and technical implementation process, which can lead to conflict or contradiction between those goals of various user groups involved in that policy definition. In addition long-term change management provides a challenge as these implementations typically require a high-skill set and experience level, which expose organisations to effects such as “hyperthymestria” [1] and “The Seven Sins of Memory”, defined by Schacter and discussed further within this paper. It is proposed that, given the information embedded within the packets of IP traffic, an opportunity exists to augment the traffic management with a machine-learning agent-based mechanism. This paper describes the process by which current policies are defined and that research required to support the development of an application which enables adaptive intelligent Quality of Service controls to augment or replace those policy-based mechanisms currently in use.

Controle de qualidade para 3D-vídeo streaming em redes em malha sem fio

Redes em Malha sem Fio ( do inglês Wireless Mesh Networks - WMNs) são previstas serem uma das mais importantes tecnologias sem fio no que se refere ao fornecimento do acesso de última milha em redes multimídia futuras. Elas vão permitir que milhares de usuários fixos e móveis acessem, produzam e compartilhem conteúdo multimídia de forma onipresente. Neste contexto, vídeo 3D está previsto atrair mais e mais o mercado multimídia com a perspectiva de reforçar as aplicações (vídeos de vigilância, controle demissões críticas, entretenimento, etc). No entanto, o desafio de lidar com a largura de banda optante, escassez de recursos e taxas de erros variantes com o tempo destas redes, ilustra a necessidade da transmissão de vídeos 3D mais resistentes a erros. Dessa forma, alternativas como abordagens de Correção Antecipada de Erros (FEC) se tornam necessárias para fornecer a distribuição de aplicações de vídeo para usuários sem fio com garantia de melhor qualidade de serviço (QoS) e Qualidade de Experiência (QoE). Esta dissertação apresenta um mecanismo baseado em FEC com Proteção Desigual de Erros (UEP) para melhorar a transmissão de vídeo 3D em WMNs, aumentando a satisfação do usuário e permitindo uma melhoria do uso dos recursos sem fio. Os benefícios e impactos do mecanismo proposto serão demonstrados usando simulação e a avaliação será realizada através de métricas de QoE objetivas e subjetivas.

Funktionelle Analyse der onkologisch relevanten Protease Threonin-Aspartase 1

Krebs stellt eine der häufigsten Todesursachen in Europa dar. Grundlage für eine langfristige Verbesserung des Behandlungserfolgs ist ein molekulares Verständnis der Mechanismen, welche zur Krankheitsentstehung beitragen. In diesem Zusammenhang spielen Proteasen nicht nur eine wichtige Rolle, sondern stellen auch bei vielerlei Erkrankungen bereits anerkannte Zielstrukturen derzeitiger Behandlungsstrategien dar. Die Protease Threonin Aspartase 1 (Taspase1) spielt eine entscheidende Rolle bei der Aktivierung von Mixed Lineage Leukemia (MLL)-Fusionsproteinen und somit bei der Entstehung aggressiver Leukämien. Aktuelle Arbeiten unterstreichen zudem die onkologische Relevanz von Taspase1 auch für solide Tumore. Die Kenntnisse über die molekularen Mechanismen und Signalnetzwerke, welche für die (patho)biologischen Funktionen von Taspase1 verantwortlich sind, stellen sich allerdings noch immer als bruchstückhaft dar. Um diese bestehenden Wissenslücken zu schließen, sollten im Rahmen der Arbeit neue Strategien zur Inhibition von Taspase1 erarbeitet und bewertet werden. Zusätzlich sollten neue Einsichten in evolutionären Funktionsmechanismen sowie eine weitergehende Feinregulation von Taspase1 erlangt werden. Zum einen erlaubte die Etablierung und Anwendung eines zellbasierten Taspase1-Testsystem, chemische Verbindungen auf deren inhibitorische Aktivität zu testen. Überraschenderweise belegten solch zelluläre Analysen in Kombination mit in silico-Modellierungen eindeutig, dass ein in der Literatur postulierter Inhibitor in lebenden Tumorzellen keine spezifische Wirksamkeit gegenüber Taspase1 zeigte. Als mögliche Alternative wurden darüber hinaus Ansätze zur genetischen Inhibition evaluiert. Obwohl publizierte Studien Taspase1 als ααββ-Heterodimer beschreiben, konnte durch Überexpression katalytisch inaktiver Mutanten kein trans-dominant negativer Effekt und damit auch keine Inhibition des wildtypischen Enzyms beobachtet werden. Weiterführende zellbiologische und biochemische Analysen belegten erstmalig, dass Taspase1 in lebenden Zellen in der Tat hauptsächlich als Monomer und nicht als Dimer vorliegt. Die Identifizierung evolutionär konservierter bzw. divergenter Funktionsmechanismen lieferte bereits in der Vergangenheit wichtige Hinweise zur Inhibition verschiedenster krebsrelevanter Proteine. Da in Drosophila melanogaster die Existenz und funktionelle Konservierung eines Taspase1-Homologs postuliert wurde, wurde in einem weiteren Teil der vorliegenden Arbeit die evolutionäre Entwicklung der Drosophila Taspase1 (dTaspase1) untersucht. Obwohl Taspase1 als eine evolutionär stark konservierte Protease gilt, konnten wichtige Unterschiede zwischen beiden Orthologen festgestellt werden. Neben einem konservierten autokatalytischen Aktivierungsmechanismus besitzt dTaspase1 verglichen mit dem humanen Enzym eine flexiblere Substraterkennungs-sequenz, was zu einer Vergrößerung des Drosophila-spezifischen Degradoms führt. Diese Ergebnisse zeigen des Weiteren, dass zur Definition und Vorhersage des Degradoms nicht nur proteomische sondern auch zellbiologische und bioinformatische Untersuchungen geeignet und notwendig sind. Interessanterweise ist die differentielle Regulation der dTaspase1-Aktivität zudem auf eine veränderte intrazelluläre Lokalisation zurückzuführen. Das Fehlen von in Vertebraten hochkonservierten aktiven Kernimport- und nukleolären Lokalisationssignalen erklärt, weshalb dTaspase1 weniger effizient nukleäre Substrate prozessiert. Somit scheint die für die humane Taspase1 beschriebene Regulation von Lokalisation und Aktivität über eine Importin-α/NPM1-Achse erst im Laufe der Entwicklung der Vertebraten entstanden zu sein. Es konnte also ein bislang unbekanntes evolutionäres Prinzip identifiziert werden, über welches eine Protease einen Transport- bzw. Lokalisations-basierten Mechanismus zur Feinregulation ihrer Aktivität „von der Fliege zum Menschen“ nutzt. Eine weitere Möglichkeit zur dynamischen Funktionsmodulation bieten post-translationale Modifikationen (PTMs) der Proteinsequenz, zu welcher Phosphorylierung und Acetylierung zählen. Interessanterweise konnte für die humane Taspase1 über den Einsatz unabhängiger Methoden einschließlich massenspektrometrischer Analysen eine Acetylierung durch verschiedene Histon-Acetyltransferasen (HATs) nachgewiesen werden. Diese Modifikation erfolgt reversibel, wobei vor allem die Histon-Deacetylase HDAC1 durch Interaktion mit Taspase1 die Deacetylierung der Protease katalysiert. Während Taspase1 in ihrer aktiven Konformation acetyliert vorliegt, kommt es nach Deacetylierung zu einer Reduktion ihrer enzymatischen Aktivität. Somit scheint die Modulation der Taspase1-Aktivität nicht allein über intra-proteolytische Autoaktivierung, Transport- und Interaktionsmechanismen, sondern zudem durch post-translationale Modifikationen gesteuert zu werden. Zusammenfassend konnten im Rahmen dieser Arbeit entscheidende neue Einblicke in die (patho)biologische Funktion und Feinregulation der Taspase1 gewonnen werden. Diese Ergebnisse stellen nicht nur einen wichtigen Schritt in Richtung eines verbesserten Verständnis der „Taspase1-Biologie“, sondern auch zur erfolgreichen Inhibition und Bewertung der krebsrelevanten Funktion dieser Protease dar.

H19 lncRNA alters stromal cell growth via IGF signaling in the endometrium of women with endometriosis

Endometriosis affects approximately 15% of reproductive aged women and is associated with chronic pelvic pain and infertility. However, the molecular mechanisms by which endometriosis impacts fertility are poorly understood. The developmentally regulated, imprinted H19 long noncoding RNA (lncRNA) functions to reduce the bioavailability of microRNA let-7 by acting as a molecular sponge. Here we report that H19 expression is significantly decreased in the eutopic endometrium of women with endometriosis as compared to normal controls. We show that decreased H19 increases let-7 activity, which in turn inhibits Igf1r expression at the post-transcriptional level, thereby contributing to reduced proliferation of endometrial stromal cells. We propose that perturbation of this newly identified H19/Let-7/IGF1R regulatory pathway may contribute to impaired endometrial preparation and receptivity for pregnancy in women with endometriosis. Our finding represents the first example of a lncRNA-based mechanism in endometriosis and its associated infertility, thus holding potential in the development of novel therapeutics for women with endometriosis and infertility.

A Bayesian strategy to enhance the performance of indoor localization systems

This work describes the probabilistic modelling af a Bayesian-based mechanism to improve location estimates of an already deployed location system by fusing its outputs with low-cost binary sensors. This mechanism takes advantege of the localization captabilities of different technologies usually present in smart environments deployments. The performance of the proposed algorithm over a real sensor deployment is evaluated using simulated and real experimental data.

Raft association of SNAP receptors acting in apical trafficking in Madin–Darby canine kidney cells

We have investigated the relationships between the apical sorting mechanism using lipid rafts and the soluble N-ethyl maleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE) machinery, which is involved in membrane docking and fusion. We first confirmed that anti-alpha-SNAP antibodies inhibit the apical pathway in Madin– Darby canine kidney (MDCK) cells; in addition, we report that a recombinant SNAP protein stimulates the apical transport whereas a SNAP mutant inhibits this transport step. Based on t-SNARE overexpression experiments and the effect of botulinum neurotoxin E, syntaxin 3 and SNAP-23 have been implicated in apical membrane trafficking. Here, we show in permeabilized MDCK cells that antisyntaxin 3 and anti-SNAP-23 antibodies lower surface delivery of an apical reporter protein. Moreover, using a similar approach, we show that tetanus toxin-insensitive, vesicle-associated membrane protein (TI-VAMP; also called VAMP7), a recently described apical v-SNARE, is involved. Furthermore, we show the presence of syntaxin 3 and TI-VAMP in isolated apical carriers. Polarized apical sorting has been postulated to be mediated by the clustering of apical proteins into dynamic sphingolipid-cholesterol rafts. We provide evidence that syntaxin 3 and TI-VAMP are raft-associated. These data support a raft-based mechanism for the sorting of not only apically destined cargo but also of SNAREs having functions in apical membrane-docking and fusion events.

Nuclear Ferritin Protects DNA From UV Damage in Corneal Epithelial Cells

Previously, we identified the heavy chain of ferritin as a developmentally regulated nuclear protein of embryonic chicken corneal epithelial cells. The nuclear ferritin is assembled into a supramolecular form indistinguishable from the cytoplasmic form of ferritin found in other cell types and thus most likely has iron-sequestering capabilities. Free iron, via the Fenton reaction, is known to exacerbate UV-induced and other oxidative damage to cellular components, including DNA. Since corneal epithelial cells are constantly exposed to UV light, we hypothesized that the nuclear ferritin might protect the DNA of these cells from free radical damage. To test this possibility, primary cultures of cells from corneal epithelium and stroma, and from skin epithelium and stroma, were UV irradiated, and DNA strand breaks were detected by an in situ 3′-end labeling method. Corneal epithelial cells without nuclear ferritin were also examined. We observed that the corneal epithelial cells with nuclear ferritin had significantly less DNA breakage than other cell types examined. Furthermore, increasing the iron concentration of the culture medium exacerbated the generation of UV-induced DNA strand breaks in corneal and skin fibroblasts, but not in the corneal epithelial cells. Most convincingly, corneal epithelial cells in which the expression of nuclear ferritin was inhibited became much more susceptible to UV-induced DNA damage. Therefore, it seems that corneal epithelial cells have evolved a novel, nuclear ferritin-based mechanism for protecting their DNA against UV damage.

Forming classes by stimulus frequency: Behavior and theory

Visual classification is the way we relate to different images in our environment as if they were the same, while relating differently to other collections of stimuli (e.g., human vs. animal faces). It is still not clear, however, how the brain forms such classes, especially when introduced with new or changing environments. To isolate a perception-based mechanism underlying class representation, we studied unsupervised classification of an incoming stream of simple images. Classification patterns were clearly affected by stimulus frequency distribution, although subjects were unaware of this distribution. There was a common bias to locate class centers near the most frequent stimuli and their boundaries near the least frequent stimuli. Responses were also faster for more frequent stimuli. Using a minimal, biologically based neural-network model, we demonstrate that a simple, self-organizing representation mechanism based on overlapping tuning curves and slow Hebbian learning suffices to ensure classification. Combined behavioral and theoretical results predict large tuning overlap, implicating posterior infero-temporal cortex as a possible site of classification.

Relatedness threshold for the production of female sexuals in colonies of a polygynous ant, Myrmica tahoensis, as revealed by microsatellite DNA analysis.

The genetic relationships of colony members in the ant Myrmica tahoensis were determined on the basis of highly polymorphic microsatellite DNA loci. These analyses show that colonies fall into one of two classes. In roughly half of the sampled colonies, workers and female offspring appear to be full sisters. The remaining colonies contain offspring produced by two or more queens. Colonies that produce female sexuals are always composed of highly related females, while colonies that produce males often show low levels of nestmate relatedness. These results support theoretical predictions that workers should skew sex allocation in response to relatedness asymmetries found within colonies. The existence of a relatedness threshold below which female sexuals are not produced suggests a possible mechanism for worker perception of relatedness. Two results indicate that workers use genetic cues, not queen number, in making sex-allocation decisions. (i) The number of queens in a colony was not significantly correlated with either the level of relatedness asymmetry or the sex ratio. (ii) Sex-ratio shifts consistent with a genetically based mechanism of relatedness assessment were seen in an experiment involving transfers of larvae among unrelated nests. Thus workers appear to make sex-allocation decisions on the basis of larval cues and appear to be able to adjust sex ratios long after egg laying.

Evidences of the Cerium Oxide-Catalysed DPF Regeneration in a Real Diesel Engine Exhaust

The active phase Ce0.5Pr0.5O2 has been loaded on commercial substrates (SiC DPF and cordierite honeycomb monolith) to perform DPF regeneration experiments in the exhaust of a diesel engine. Also, a powder sample has been prepared to carry out soot combustion experiments at laboratory. Experiments performed in the real diesel exhaust demonstrated the catalytic activity of the Ce–Pr mixed oxide for the combustion of soot, lowering the DPF regeneration temperature with regard to a counterpart catalyst-free DPF. The temperature for active regeneration of the Ce0.5Pr0.5O2-containing DPF when the soot content is low is in the range of 500–550 °C. When the Ce0.5Pr0.5O2-containing DPF is saturated with a high amount of soot, pressure drop and soot load at the filter reach equilibrium at around 360 °C under steady state engine operation due to passive regeneration. The uncoated DPF reached this equilibrium at around 440 °C. Comparing results at real exhaust with those at laboratory allow concluding that the Ce0.5Pr0.5O2-catalysed soot combustion in the real exhaust is not based on the NO2-assisted mechanism but is most likely occurring by the active oxygen-based mechanism.

Temporal control of epigenetic centromere specification

All living organisms require accurate mechanisms to faithfully inherit their genetic material during cell division. The centromere is a unique locus on each chromosome that supports a multiprotein structure called the kinetochore. During mitosis, the kinetochore is responsible for connecting chromosomes to spindle microtubules, allowing faithful segregation of the duplicated genome. In most organisms, centromere position and function is not defined by the local DNA sequence context but rather by an epigenetic chromatin-based mechanism. Centromere protein A (CENP-A) is central to this process, as chromatin assembled from this histone H3 variant is essential for assembly of the centromere complex, as well as for its epigenetic maintenance. As a major determinant of centromere function, CENP-A assembly requires tight control, both in its specificity for the centromere and in timing of assembly. In the last few years, there have been several new insights into the molecular mechanism that allow this process to occur. We will review these here and discuss the general implications of the mechanism of cell cycle coupling of centromere inheritance.

Développement d’une lentille cornéenne médicamentée

L’utilisation de lentilles cornéennes peut servir à améliorer le profil d’administration d’un principe actif dans les yeux. Avec une efficacité d’administration de 5% par l’utilisation de gouttes, on comprend rapidement que l’administration oculaire doit être améliorée. Cette faible administration a donné naissance à plusieurs tentatives visant à fabriquer des lentilles cornéennes médicamentées. Cependant, à cause de multiples raisons, aucune de ces tentatives n’a actuellement été mise sur le marché. Nous proposons dans cette étude, une possible amélioration des systèmes établis par le développement d’une lentille cornéenne à base de 2-(hydroxyéthyle)méthacrylate (HEMA), dans laquelle des microgels, à base de poly N-isopropylacrylamide (pNIPAM) thermosensible encapsulant un principe actif, seront incorporé. Nous avons donc débuté par développer une méthode analytique sensible par HPCL-MS/MS capable de quantifier plusieurs molécules à la fois. La méthode résultante a été validée selon les différents critères de la FDA et l’ICH en démontrant des limites de quantifications et de détections suffisamment basses, autant dans des fluides simulés que dans les tissus d’yeux de lapins. La méthode a été validée pour sept médicaments ophtalmiques : Pilocarpine, lidocaïne, proparacaïne, atropine, acétonide de triamcinolone, timolol et prednisolone. Nous avons ensuite fait la synthèse des microgels chargés négativement à base de NIPAM et d’acide méthacrylique (MAA). Nous avons encapsulé une molécule modèle dans des particules ayant une taille entre 200 et 600 nm dépendant de la composition ainsi qu’un potentiel zêta variant en fonction de la température. L’encapsulation de la rhodamine 6G (R6G) dans les microgels a été possible jusqu’à un chargement (DL%) de 38%. L’utilisation des isothermes de Langmuir a permis de montrer que l’encapsulation était principalement le résultat d’interactions électrostatiques entre les MAA et la R6G. Des cinétiques de libérations ont été effectuées à partir d’hydrogels d’acrylamide chargés en microgels encapsulant la R6G. Il a été trouvé que la libération des hydrogels chargés en microgels s’effectuait majoritairement selon l’affinité au microgel et sur une période d’environ 4-24 heures. La libération à partir de ces systèmes a été comparée à des formules d’hydrogels contenant des liposomes ou des nanogels de chitosan. Ces trois derniers (liposomes, microgels et nanogels) ont présenté des résultats prometteurs pour différentes applications avec différents profils de libérations. Enfin, nous avons transposé le modèle développé avec les gels d’acrylamide pour fabriquer des lentilles de contact de 260 à 340 µm d’épaisseur à base de pHEMA contenant les microgels avec une molécule encapsulée devant être administrée dans les yeux. Nous avons modifié la composition de l’hydrogel en incorporant un polymère linéaire, la polyvinylpyrrolidone (PVP). L’obtention d’hydrogels partiellement interpénétrés améliore la rétention d’eau dans les lentilles cornéennes. L’encapsulation dans les microgels chargés négativement a donné de meilleurs rendements avec la lidocaïne et cette dernière a été libérée de la lentille de pHEMA en totalité en approximativement 2 heures qu’elle soit ou non encapsulée dans des microgels. Ainsi dans cette étude pilote, l’impact des microgels n’a pas pu être déterminé et, de ce fait, nécessitera des études approfondies sur la structure et les propriétés de la lentille qui a été développée. En utilisant des modèles de libération plus représentatifs de la physiologie de l’œil, nous pourrions conclure avec plus de certitude concernant l’efficacité d’un tel système d’administration et s’il est possible de l’optimiser.

Multidimensional modelling to investigate interspecies hydrogen transfer in anaerobic biofilms

Anaerobic digestion is a multistep process, mediated by a functionally and phylogenetically diverse microbial population. One of the crucial steps is oxidation of organic acids, with electron transfer via hydrogen or formate from acetogenic bacteria to methanogens. This syntrophic microbiological process is strongly restricted by a thermodynamic limitation on the allowable hydrogen or formate concentration. In order to study this process in more detail, we developed an individual-based biofilm model which enables to describe the processes at a microbial resolution. The biochemical model is the ADM1, implemented in a multidimensional domain. With this model, we evaluated three important issues for the syntrophic relationship: (i) is there a fundamental difference in using hydrogen or formate as electron carrier? (ii) Does a thermodynamic-based inhibition function produced substantially different results from an empirical function? and; (iii) Does the physical colocation of acetogens and methanogens follow directly from a general model. Hydrogen or formate as electron carrier had no substantial impact on model results. Standard inhibition functions or thermodynamic inhibition function gave similar results at larger substrate field grid sizes (> 10 mu m), but at smaller grid sizes, the thermodynamic-based function reduced the number of cells with long interspecies distances (> 2.5 mu m). Therefore, a very fine grid resolution is needed to reflect differences between the thermodynamic function, and a more generic inhibition form. The co-location of syntrophic bacteria was well predicted without a need to assume a microbiological based mechanism (e.g., through chemotaxis) of biofilm formation.

Développement d’une lentille cornéenne médicamentée

L’utilisation de lentilles cornéennes peut servir à améliorer le profil d’administration d’un principe actif dans les yeux. Avec une efficacité d’administration de 5% par l’utilisation de gouttes, on comprend rapidement que l’administration oculaire doit être améliorée. Cette faible administration a donné naissance à plusieurs tentatives visant à fabriquer des lentilles cornéennes médicamentées. Cependant, à cause de multiples raisons, aucune de ces tentatives n’a actuellement été mise sur le marché. Nous proposons dans cette étude, une possible amélioration des systèmes établis par le développement d’une lentille cornéenne à base de 2-(hydroxyéthyle)méthacrylate (HEMA), dans laquelle des microgels, à base de poly N-isopropylacrylamide (pNIPAM) thermosensible encapsulant un principe actif, seront incorporé. Nous avons donc débuté par développer une méthode analytique sensible par HPCL-MS/MS capable de quantifier plusieurs molécules à la fois. La méthode résultante a été validée selon les différents critères de la FDA et l’ICH en démontrant des limites de quantifications et de détections suffisamment basses, autant dans des fluides simulés que dans les tissus d’yeux de lapins. La méthode a été validée pour sept médicaments ophtalmiques : Pilocarpine, lidocaïne, proparacaïne, atropine, acétonide de triamcinolone, timolol et prednisolone. Nous avons ensuite fait la synthèse des microgels chargés négativement à base de NIPAM et d’acide méthacrylique (MAA). Nous avons encapsulé une molécule modèle dans des particules ayant une taille entre 200 et 600 nm dépendant de la composition ainsi qu’un potentiel zêta variant en fonction de la température. L’encapsulation de la rhodamine 6G (R6G) dans les microgels a été possible jusqu’à un chargement (DL%) de 38%. L’utilisation des isothermes de Langmuir a permis de montrer que l’encapsulation était principalement le résultat d’interactions électrostatiques entre les MAA et la R6G. Des cinétiques de libérations ont été effectuées à partir d’hydrogels d’acrylamide chargés en microgels encapsulant la R6G. Il a été trouvé que la libération des hydrogels chargés en microgels s’effectuait majoritairement selon l’affinité au microgel et sur une période d’environ 4-24 heures. La libération à partir de ces systèmes a été comparée à des formules d’hydrogels contenant des liposomes ou des nanogels de chitosan. Ces trois derniers (liposomes, microgels et nanogels) ont présenté des résultats prometteurs pour différentes applications avec différents profils de libérations. Enfin, nous avons transposé le modèle développé avec les gels d’acrylamide pour fabriquer des lentilles de contact de 260 à 340 µm d’épaisseur à base de pHEMA contenant les microgels avec une molécule encapsulée devant être administrée dans les yeux. Nous avons modifié la composition de l’hydrogel en incorporant un polymère linéaire, la polyvinylpyrrolidone (PVP). L’obtention d’hydrogels partiellement interpénétrés améliore la rétention d’eau dans les lentilles cornéennes. L’encapsulation dans les microgels chargés négativement a donné de meilleurs rendements avec la lidocaïne et cette dernière a été libérée de la lentille de pHEMA en totalité en approximativement 2 heures qu’elle soit ou non encapsulée dans des microgels. Ainsi dans cette étude pilote, l’impact des microgels n’a pas pu être déterminé et, de ce fait, nécessitera des études approfondies sur la structure et les propriétés de la lentille qui a été développée. En utilisant des modèles de libération plus représentatifs de la physiologie de l’œil, nous pourrions conclure avec plus de certitude concernant l’efficacité d’un tel système d’administration et s’il est possible de l’optimiser.