Formulation and nebulization of fluticasone propionate-loaded lipid nanocarriers.

International audience

Caracterização físico-química e ações farmacológicas hepatoprotetora, antiinflamatória, pró-angiogênica, antioxidante e anticoagulante da fração rica em fucana 0,8FRF 0,8 da alga marrom Lobophora variegata

This study examines the physical and chemical composition and the pharmacological effects of brown seaweed FRF 0.8 Lobophora variegata. Fractionation of the crude extract was done with the concentration of 0.8 volumes of acetone, obtaining the FRF 0.8. The physicochemical characterization showed that it was a fucana sulfated. Anti-inflammatory activity was assessed by paw edema model by the high rates of inhibition of the edema and the best results were in the fourth hour after induction (100 ± 1.4% at the dose of 75 mg / kg) and by the strong inhibitory activity of the enzyme myeloperoxidase (91.45% at the dose of 25 mg / kg). The hepataproteção was demonstrated by measurements of enzymatic and metabolic parameters indicative of liver damage, such as bilirubin (reduction in 68.81%, 70.68% and 68.21% for bilirubin total, direct and indirect, respectively at a dose of 75 mg / kg), ALT, AST and γ-GT (decrease of 76.93%, 44.58% and 50% respectively at a dose of 75 mg / kg) by analysis of histological slides of liver tissue, confirming that hepatoprotective effect the polymers of carbohydrates, showing a reduction in tissue damage caused by CCl4 and the inhibition of the enzyme complex of cytochrome P 450 (increasing sleep time in 54.6% and reducing the latency time in 71.43%). The effectiveness of the FRF 0.8 angiogenesis was examined in chorioallantoic membrane (CAM) of fertilized eggs, with the density of capillaries evaluated and scored, showing an effect proangigênico at all concentrations tested FRF (10 mg- 1000 mg). The FRF showed antioxidant activity on free radicals (by inhibiting Superoxide Radical in 55.62 ± 2.10%, Lipid Peroxidation in 100.15 ± 0.01%, Hydroxyl Radical in 41.84 ± 0.001% and 71.47 Peroxide in ± 2.69% at concentration of 0.62 mg / mL). The anticoagulant activity was observed with prolongation of activated partial thromboplastin time (aPTT) at 50 mg (> 240 s), showing that its action occurs in the intrinsic pathway of the coagulation cascade. Thus, our results indicate that these sulfated polysaccharides are an important pharmacological target

Chromatographic analysis of antioxidant and related compounds in Polyporus squamosus from different origins

The antioxidant potential of mushrooms is mainly attributed to their composition in polysaccharides, phenolic compounds, tocopherols and some organic acids [1]. Phenolic compounds contribute directly to the antioxidative action and play an important role in stabilizing lipid peroxidation [2]; exhibit a wide range of bioactive properties such as anti-allergenic, anti-inflammatory and antimicrobial, which have been in part related to their antioxidant activity [3]. Tocopherols are important fatsoluble antioxidants, acting in the cellular membrane; due to their role as scavenger of free radicals protecting human cells against degenerative malfunctions [4]. Some organic acids are very common in natural matrices; malic acid contributes to a pleasantly sour taste and is often used as a food additive; citric acid is known due to its antibacterial and antioxidant properties and fumaric acid is important because of its antioxidant, anti-inflammatory, antimicrobial and acidifying properties [5]. The purpose of the present study was to analyze antioxidant and related compounds (phenolic compounds, tocopherols and organic acids) of Polyporus squamosus (Huds.) Fr. samples originated from two different origins (Portugal and Serbia). Specimens of P. squamosus were collected in Bragança (Northeast Portugal) and Jabučki rit (Northern Serbia) during April 2015 and 2012, respectively. Phenolic compounds, organic acids and tocopherols were determined by high performance liquid chromatograph (HPLC) coupled to a diode array detector (DAD), in the two first cases, and a fluorescence detector in the last one. With respect to phenolic and related compounds, p-hydroxybenzoic and cinnamic acids were identified in both samples; the first one predominates in the sample from Portugal, while cinnamic acid was more abundant in the sample from Serbia. Tocopherols (α-, β and γ-isoforms) were found in the sample from Serbia, but in the sample from Portugal, γ-tocopherol was not identified. This sample showed the highest total tocopherols content, and revealed the highest level of β-tocopherol; γ- tocopherol predominated in the sample from Serbia. Among organic acids, it was possible to quantify oxalic, malic and fumaric acids in both samples. Malic acid was found in higher amounts in the sample from Serbia. Overall, the present study shows that mushroom samples from different origins have dissimilar results, but are both rich in bioactive compounds, being a valuable source for the development of natural medicines and nutraceuticals.

Antioxidant potential of two Apiaceae plant extracts: a comparative study focused on the phenolic composition

The present study aimed to characterize the extracts prepared from Pimpinella anisum L. (anise) and Coriandrum sativum L. (coriander) (Apiaceae plants) seeds in terms of phenolic composition, and to correlate the obtained profiles with the antioxidant activity. Anise gave the highest abundance in phenolic compounds (42.09± 0.11 mg/g extract), mainly flavonoids (28.08±0.17 mg/g extract) and phenolic acids (14.01±0.06 mg/g extract), and also the highest antioxidant potential, measured by the ability to inhibit lipid peroxidation and β-carotene bleaching, the reducing power and the free radical scavenging activity. Apigenin and luteolin derivatives, as also caffeoylquinic acid derivatives seem to be directly related with the higher in vitro antioxidant potential of the anise extract. In contrast, the lower antioxidant potential of coriander seems to be due to its lower abundance in phenolic compounds (2.24±0.01 mg/g extract). Further studies are necessary to evaluate the in vivo antioxidant potential of the tested extracts, but the in vitro experiments already performed highlight them as potential health promoters.

Poly(Lactide-co-Glycolide) Nanocapsules Containing Benzocaine: Influence of the Composition of the Oily Nucleus on Physico-Chemical Properties and Anesthetic Activity

The aim of this work was to investigate the influence of the oily nucleus composition on physico-chemical properties and anesthetic activity of poly (lactide-co-glycolide) nanocapsules with benzocaine.Nanocapsules containing benzocaine were prepared with three different oily nucleus composition and characterized by mean diameter, polydispersivity, zeta potential, pH and stability were investigated as a function of time. In vitro release kinetics were performed in a system with two compartments separated by a cellulose membrane. Intensity and duration of analgesia were evaluated in rats by sciatic nerve blockade.The greatest stability, slower release profile and improvement in the local anesthetic activity of BZC were obtained with the formulation using USP mineral oil as component.Results from our study provide useful perspectives on selection of the primary materials needed to produce suspensions of polymeric nanocapsules able to act as carriers of BZC, with potential future application in the treatment of pain.

NUTRITIONAL COMPOSITION AND ANTIOXIDANT PROPERTIES OF RAPHIONACME SPLENDENS (SCHL.) TUBERS

People of Western Kordofan (Sudan) are endowed with a deep knowledge concerning the use of wild plants. Tubers of Raphionacme splendens Schl. subspecies splendens Flickr (family Apocynaceae), locally known as Elfayo, are used as a food reserve during times of famine or poor harvest. The aim of this study was to analyze the nutritional composition and antioxidant capacity of root tubers of R. splendens. Samples were collected from South-West Kordofan. Analyses included determination of moisture, carbohydrate, crude protein, fat, fibre, ash, minerals, vitamin C, amino acids and fatty acids composition. Antioxidant activity was determined by the DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) and ABTS (2.2’-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) assays. The total phenolic content was also assessed. The results, which are referred to as (%) dry weight, showed that the tubers contained 3.2% protein, 18% carbohydrate, 0.5% lipid, 2.4% crude fibre, 3.5% ash, 79.2% moisture and gross energy 101.7 kJ/g. The total amino acids were 10776 mg/100g where the essential amino acids represented 28.2%. The more abundant essential amino acids were leucine (792mg/100g), isoleucine (712mg/100g) and threonine (536mg/100g). Methionine and lysine were the limiting amino acids. Minerals were potassium (259mg/100g), calcium (183mg/100g), magnesium (64mg/100g), phosphorus (37mg/100g), copper (3.6mg/100g), manganese (2.4mg/100g), zinc (1.8mg/100g) and iron (1.2mg/100g). Total saturated fatty acids were 45.6% whereas total unsaturated fatty acids were 54.4%. Oleic acid (32.56%) and palmitic acid (30.23%) were the most abundant fatty acids. Tubers displayed good antioxidant activity with IC50 values 0.987 and 1.559mg/mL against DPPH and ABTS radicals respectively. Vitamin C was 31.5mg/100g and total phenolic content was 60mg gallic acid equivalent (GAE) per 100g dry sample and they could be the main contributor to the antioxidant capacity of the tubers. In conclusion, the results of this study suggested that tubers of R. splendens could have beneficial effect for food and/or nutraceutical application for normal growth and adequate protection against diseases associated with reactions of free radicals.

EFFECT OF INTERMITTENT FRYING ON FATTY ACIDS, VITAMIN E, LIPID OXIDATION AND ACRYLAMIDE IN OILS AND PLANTAIN CHIPS COLLECTED FROM SMALL- SCALE PRODUCERS IN CAMEROON

Deep-fat frying is susceptible to induce the formation of undesirable products as lipid oxidation products and acrylamide in fried foods. Plantain chips produced by small-scale producers are sold to consumers without any control. The objective of this study was to evaluate the quality of plantain chips from local producers in relation to production process parameters and oils, and to identify the limiting factors for the production of acrylamide in plantain chips. Samples of frying oils and plantain chips prepared with either palm olein or soybean oil were collected from 10 producers in Yaoundé. Quality parameters determined in this study were: fatty acid composition of the oils, determined by gas chromatography (GC) of free acid methyl ester; trans fatty acids, determined by Fourier transform infra-red spectroscopy; Tocopherols and tocotrienols as markers of nutritional quality were analyzed by High Performance Liquid Chromatography in isocratic mode. Free fatty acids and acylglycerols as markers of lipid hydrolysis were analyzed by GC of trimethylsilyl derivatives of glycerides. Conjugated dienes, Anisidine value and viscosity as markers of lipid oxidation and thermal decomposition of the oils; acrylamide which is formed through Maillard reaction and identified as a toxic compound in various fried products. Asparagine content of the raw fresh plantain powder was also determined. Fatty acid composition of palm oleins was stable within a day of intermittent frying. In soybean oils, about 57% and 62.5% of linoleic and linolenic acids were lost but trans fatty acids were not detected. Soybean oils were partly hydrolysed leading to the formation of free fatty acids, monoacylglycerols and diacylglycerols. In both oils, tocopherols and tocotrienols contents decreased significantly by about 50%. Anisidine value (AV) and polymers contents increased slightly in fried palm oleins while conjugated hydroperoxides, AV and polymers greatly increased in soybean oils. Acrylamide was not detected in the chips. This is explained by the absence of asparagine in the raw plantains, the other acrylamide precursors being present. This study shows that the plantain chips prepared at the small-scale level in Yaounde with palm olein are of good quality regarding oxidation and hydrolysis parameters and the absence of acrylamide. In contrast, oxidation developed with soybean oil whose usage for frying should be questioned. Considering that asparagine is the limiting factor for the formation of acrylamide in plantain chips, its content depending on several factors such as production parameters and maturity stage should be explored.

Influence of the time of capture on lipid content of the meagre produced in aquaculture

Mestrado em Engenharia Alimentar - Instituto Superior de Agronomia - UL

Effects of hot and cold smoking processes on organoleptic properties, yield and composition of matrinxa fillet

Foi avaliado o efeito do processo de defumação a quente (45-90ºC/5 horas) e a frio (27-45ºC/10 horas) nas propriedades organolépticas, no rendimento e na composição dos filés de matrinxã (Brycon cephalus). Não houve diferença significativa no rendimento de filés defumados e não-defumados. As perdas no processo de defumação foram significativamente maiores para defumação a quente (19,37%) em comparação à defumação a frio (17,08%). O processo de defumação reduziu a umidade (in natura = 72,91%; defumado a quente = 58,51%; e defumado a frio = 59,68%) e aumentou os teores de proteína bruta, lipídios e cinzas. Houve diferença significativa somente nos teores de proteína no defumado a quente (28,07%) e defumado a frio (27,14%). O processo a frio resultou em melhor aparência e cor de filé, enquanto o processo a quente melhorou o sabor, o teor de sal e a aparência geral. O aroma e a textura não diferiram significativamente entre os processos. O processo de defumação a quente melhora as propriedades organolépticas e os níveis de proteína do filé de matrinxã.

COMPOSITION OF FRESHLY HARVESTED BRAZILIAN ROYAL JELLY - IDENTIFICATION OF CARBOHYDRATES FROM THE SUGAR FRACTION

Samples of Brazilian royal jelly from Africanized Apis mellifera were analysed in order to determine the gross composition: crude moisture ranged from 67.80% to 69.40%, crude protein from 15.80% to 16.70%, crude lipid from 2.90% to 3.98% and-total sugars from 11.40% to 11.50%. The sugar fraction was investigated and revealed the presence of the following compounds identified by their retention time during HPLC analysis: ribose, fructose, glucose, sucrose, mannose, trehalose, erythritol, adonitol and mannitol.

Étude de propriétés physico-chimiques des membranes lipidiques chargées d’acide palmitique/stérol et de stéarylamine/cholestérol

Les stérosomes, des vésicules artificielles composées d’amphiphiles monoalkylés et d’un grand pourcentage de stérols, sont prometteurs dans plusieurs domaines comme les industries pharmaceutiques et alimentaires. Il existe des stérosomes chargés négativement, positivement et neutres. Dans ce mémoire, nous avons approfondi nos connaissances sur les propriétés physico-chimiques des stérosomes chargés : acide palmitique (PA)/stérol et stéarylamine (SA)/cholestérol (Chol). Premièrement, afin de mesurer la diffusion latérale de PA dans les membranes PA/stérol (30/70 mol/mol) par RMN à gradients pulsés, nous avons tenté de former des bicouches liquide-ordonnées (lo) orientées magnétiquement avec ce mélange. En s'inspirant de l’idée que l’ajout de 1,2-dihexanoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DHPC), un lipide à courtes chaînes, dans le système 1,2-dimyristoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DMPC) mène à la formation de bicouches orientées, nous avons étudié la formulation PA perdeutéré/acide hexanoïque (HA)/Chol avec une proportion molaire de 25/18/57 à plusieurs températures; aucune formation de bicouches orientées n’a été observée. Ce résultat pourrait être expliqué par la solubilisation partielle de HA en milieu aqueux. Alors, une quantité insuffisante serait insérée dans la bicouche pour induire son orientation. La formulation PA perdeutéré/DHPC/Chol n’a pas conduit, elle non plus, à des bicouches orientées magnétiquement à des températures et concentrations lipidiques variées. En étudiant le mélange DMPC/DHPC/Chol (67/17/14), nous avons remarqué que la présence de Chol inhibait l'orientation magnétique des bicouches. Tandis que le mélange DMPC/DHPC/stigmastérol (SS) avec les proportions molaires 67/19/14 et 72/21/7 conduisait à des bicouches orientées avec leur normale (n) perpendiculaire au champ magnétique à 40 °C et 50 °C. Ces résultats suggèrent que le mélange PA/SS avec une proportion de lipide à courtes chaînes, HA et DHPC, pourrait mener à des bicouches orientées magnétiquement. Le mélange PA/Chol avec un lipide à courtes chaînes pourrait aussi être étudié en présence des lanthanides. Deuxièmement, nous avons examiné la possibilité de moduler la libération de matériel encapsulé dans des liposomes essentiellement composés de PA et d’un stérol. Il est connu que le mélange PA/Chol (30/70) à pH ≥ 7,5 forme des liposomes très peu perméables. Il est avantageux de pouvoir moduler la perméabilité pour avoir un contrôle sur le temps de libération de leur contenu, qui est un paramètre de grande importance pour les formulations liposomales de médicaments. D’abord, il a été montré que l’acide oléique (OA)/Chol (30/70) est capable de former des vésicules, ce qui n’avait jamais été prouvé auparavant. Par contre, les bicouches OA/Chol (30/70) ne sont pas plus perméables que les bicouches PA/Chol (30/70). L’ajout de 1-palmitoyl-2-oléoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (POPC) dans le mélange PA/Chol n’augmente pas plus la perméabilité. En effet, les cinétiques de relargage de calcéine des vésicules PA/POPC/Chol (15/27.5/57.5), POPC/Chol (40/60) et POPC étaient très semblables à celle de PA/Chol (30/70). Il a été remarqué que les études littéraires se contredisent à propos de la perméabilité à la calcéine des bicouches de phosphatidylcholine (PC). L’explication de ces divergences est inconnue pour le moment. En remplaçant la moitié de la proportion molaire de Chol par le cholate de sodium (SC) dans le mélange PA/Chol (30/70), la membrane n’était pas plus apte à libérer son contenu. Il se pourrait que le SC se retrouvant dans la bicouche n’induit pas une diminution d’empilement. Il est aussi possible que le SC ne s'insère pas dans la membrane à cause de son hydrophilie considérable et il pourrait alors former seul des micelles. En remplaçant complètement le Chol par le sulfate de cholestérol (SChol), un stérol chargé négativement, et en préparant les vésicules à un bas pH, la formulation PA/SChol (30/70) mène à une très grande perméabilité à pH 7.5; le relargage est provoqué par un saut de pH. Nos travaux suggèrent qu'il serait possible de moduler la perméabilité des liposomes en les préparant avec le mélange PA/SChol/Chol en variant les proportions entre 30/63/7 à 30/70/0. Le diagramme pH-composition du mélange PA/SChol/Chol indique que ces proportions conduisent, à pH 7.4, à la coexistence de phases solide et lo en différentes proportions, ce qui pourrait moduler la perméabilité membranaire. Troisièmement, les résultats de perméabilité obtenus avec la calcéine et les difficultés survenues lors de l’extrusion des vésicules encapsulant cette sonde nous ont amené à nous demander si la calcéine interagit avec les bicouches chargées. L’impact de certains anions, dont la calcéine, a été examiné sur les bicouches chargées positivement SA/Chol (50/50). La calorimétrie différentielle à balayage (DSC, de l’anglais differential scanning calorimetry), indique qu’il n’y a aucune transition entre 25 et 90 °C pour les liposomes SA/Chol (50/50) à pH = 7.4. L’ajout de chlorure de sodim (375 mM) n’a pas mené à la formation d’agrégats et aucune transition n’a été observée sur le thermogramme. La formation d’agrégats macroscopiques instantanément après l’ajout d’hydrogénophosphate de sodium (125 mM), de sulfate de sodium (125 mM) et de calcéine (3 mM) a été observée. Une transition a été observée sur les thermogrammes en présence de ces sels. Les agrégats observés pourraient être associés à la transition de phase. L’effet des anions sur la température et l’enthalpie de transition suivent le même ordre que la série d’Hofmeister : sulfate > hydrogénophosphate > chlorure (pas de pic). La calcéine avait l’impact le plus prononcé sur l’agrégation; ceci illustre que la calcéine n’est pas une sonde fluorescente inerte avec le mélange SA/Chol. Elle pourrait être un chaotrope volumineux. De plus, les interactions SA-calcéine plus fortes, menant à l’agrégation des vésicules, que les interactions PC-calcéine pourraient s’expliquer par le fait que la SA est chargée positivement.

Étude du rôle de la membrane basale spécialisée dans la maturation de l'émail

Les cellules épithéliales qui produisent l’émail, les améloblastes, sont séparées de l'émail au niveau de la zone de maturation par une membrane basale spécialisée (MBS) enrichie en laminine 332 (LM-332). Cette protéine hétérotrimérique (composée des chaînes α3, ß3 et γ2) assure l'intégrité structurelle des membranes basales (MB) et influence divers processus cellulaires épithéliaux tels que l'adhésion et la différenciation cellulaire. Des modèles de souris « knockout » (KO), où les gènes codant pour LM-332 ont été supprimés, meurent peu après la naissance. Néanmoins, ce phénotype létal peut être contourné en substituant chez la souris le gène produisant la chaîne γ2 de la laminine (LAMC2) par sa forme humaine, sous le contrôle de l’expression du promoteur-rtTA, de la cytokératine 14, inductible par la prise de doxycycline (Dox) - (Tet-on). Le but de ce projet est d’examiner si l’utilisation de cette protéine humaine chez la souris a un effet sur la structuration de la MBS ainsi que sur la maturation de l'émail. La phase de maturation de l’organe de l’émail chez la souris transgénique a été sévèrement altérée par rapport à une souris normale (WT). La MBS n’est plus visible, une matrice dystrophique s’est formée dans la couche d'émail dans la phase de maturation, et la présence d’une matrice résiduelle de l'émail est observée durant la phase tardive de maturation. Des micro-analyses tomographiques ont révélé une usure excessive des surfaces occlusales des molaires, un écroulement de l'émail sur les pointes des incisives et une hypominéralisation de l'émail. Cependant, aucune altération structurale due à cette recombinaison transgénique n’a été observée dans d'autres sites épithéliaux, tels que la peau, le palais et la langue. Ces résultats indiquent que, bien que ce modèle de souris humanisée soit capable de rétablir ses fonctions dans divers tissus épithéliaux, il est incapable de soutenir la structuration d'une MBS à l'interface entre les améloblastes et l’émail en maturation. Cet échec peut être lié à la composition spécifique de la MBS dans la phase de maturation et supporte l’hypothèse que la MBS est essentielle pour la maturation adéquate de l'émail.

Étude de propriétés physico-chimiques des membranes lipidiques chargées d’acide palmitique/stérol et de stéarylamine/cholestérol

Les stérosomes, des vésicules artificielles composées d’amphiphiles monoalkylés et d’un grand pourcentage de stérols, sont prometteurs dans plusieurs domaines comme les industries pharmaceutiques et alimentaires. Il existe des stérosomes chargés négativement, positivement et neutres. Dans ce mémoire, nous avons approfondi nos connaissances sur les propriétés physico-chimiques des stérosomes chargés : acide palmitique (PA)/stérol et stéarylamine (SA)/cholestérol (Chol). Premièrement, afin de mesurer la diffusion latérale de PA dans les membranes PA/stérol (30/70 mol/mol) par RMN à gradients pulsés, nous avons tenté de former des bicouches liquide-ordonnées (lo) orientées magnétiquement avec ce mélange. En s'inspirant de l’idée que l’ajout de 1,2-dihexanoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DHPC), un lipide à courtes chaînes, dans le système 1,2-dimyristoyl-sn-glycéro-3-phosphocholine (DMPC) mène à la formation de bicouches orientées, nous avons étudié la formulation PA perdeutéré/acide hexanoïque (HA)/Chol avec une proportion molaire de 25/18/57 à plusieurs températures; aucune formation de bicouches orientées n’a été observée. Ce résultat pourrait être expliqué par la solubilisation partielle de HA en milieu aqueux. Alors, une quantité insuffisante serait insérée dans la bicouche pour induire son orientation. La formulation PA perdeutéré/DHPC/Chol n’a pas conduit, elle non plus, à des bicouches orientées magnétiquement à des températures et concentrations lipidiques variées. En étudiant le mélange DMPC/DHPC/Chol (67/17/14), nous avons remarqué que la présence de Chol inhibait l'orientation magnétique des bicouches. Tandis que le mélange DMPC/DHPC/stigmastérol (SS) avec les proportions molaires 67/19/14 et 72/21/7 conduisait à des bicouches orientées avec leur normale (n) perpendiculaire au champ magnétique à 40 °C et 50 °C. Ces résultats suggèrent que le mélange PA/SS avec une proportion de lipide à courtes chaînes, HA et DHPC, pourrait mener à des bicouches orientées magnétiquement. Le mélange PA/Chol avec un lipide à courtes chaînes pourrait aussi être étudié en présence des lanthanides. Deuxièmement, nous avons examiné la possibilité de moduler la libération de matériel encapsulé dans des liposomes essentiellement composés de PA et d’un stérol. Il est connu que le mélange PA/Chol (30/70) à pH ≥ 7,5 forme des liposomes très peu perméables. Il est avantageux de pouvoir moduler la perméabilité pour avoir un contrôle sur le temps de libération de leur contenu, qui est un paramètre de grande importance pour les formulations liposomales de médicaments. D’abord, il a été montré que l’acide oléique (OA)/Chol (30/70) est capable de former des vésicules, ce qui n’avait jamais été prouvé auparavant. Par contre, les bicouches OA/Chol (30/70) ne sont pas plus perméables que les bicouches PA/Chol (30/70). L’ajout de 1-palmitoyl-2-oléoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (POPC) dans le mélange PA/Chol n’augmente pas plus la perméabilité. En effet, les cinétiques de relargage de calcéine des vésicules PA/POPC/Chol (15/27.5/57.5), POPC/Chol (40/60) et POPC étaient très semblables à celle de PA/Chol (30/70). Il a été remarqué que les études littéraires se contredisent à propos de la perméabilité à la calcéine des bicouches de phosphatidylcholine (PC). L’explication de ces divergences est inconnue pour le moment. En remplaçant la moitié de la proportion molaire de Chol par le cholate de sodium (SC) dans le mélange PA/Chol (30/70), la membrane n’était pas plus apte à libérer son contenu. Il se pourrait que le SC se retrouvant dans la bicouche n’induit pas une diminution d’empilement. Il est aussi possible que le SC ne s'insère pas dans la membrane à cause de son hydrophilie considérable et il pourrait alors former seul des micelles. En remplaçant complètement le Chol par le sulfate de cholestérol (SChol), un stérol chargé négativement, et en préparant les vésicules à un bas pH, la formulation PA/SChol (30/70) mène à une très grande perméabilité à pH 7.5; le relargage est provoqué par un saut de pH. Nos travaux suggèrent qu'il serait possible de moduler la perméabilité des liposomes en les préparant avec le mélange PA/SChol/Chol en variant les proportions entre 30/63/7 à 30/70/0. Le diagramme pH-composition du mélange PA/SChol/Chol indique que ces proportions conduisent, à pH 7.4, à la coexistence de phases solide et lo en différentes proportions, ce qui pourrait moduler la perméabilité membranaire. Troisièmement, les résultats de perméabilité obtenus avec la calcéine et les difficultés survenues lors de l’extrusion des vésicules encapsulant cette sonde nous ont amené à nous demander si la calcéine interagit avec les bicouches chargées. L’impact de certains anions, dont la calcéine, a été examiné sur les bicouches chargées positivement SA/Chol (50/50). La calorimétrie différentielle à balayage (DSC, de l’anglais differential scanning calorimetry), indique qu’il n’y a aucune transition entre 25 et 90 °C pour les liposomes SA/Chol (50/50) à pH = 7.4. L’ajout de chlorure de sodim (375 mM) n’a pas mené à la formation d’agrégats et aucune transition n’a été observée sur le thermogramme. La formation d’agrégats macroscopiques instantanément après l’ajout d’hydrogénophosphate de sodium (125 mM), de sulfate de sodium (125 mM) et de calcéine (3 mM) a été observée. Une transition a été observée sur les thermogrammes en présence de ces sels. Les agrégats observés pourraient être associés à la transition de phase. L’effet des anions sur la température et l’enthalpie de transition suivent le même ordre que la série d’Hofmeister : sulfate > hydrogénophosphate > chlorure (pas de pic). La calcéine avait l’impact le plus prononcé sur l’agrégation; ceci illustre que la calcéine n’est pas une sonde fluorescente inerte avec le mélange SA/Chol. Elle pourrait être un chaotrope volumineux. De plus, les interactions SA-calcéine plus fortes, menant à l’agrégation des vésicules, que les interactions PC-calcéine pourraient s’expliquer par le fait que la SA est chargée positivement.

Étude du rôle de la membrane basale spécialisée dans la maturation de l'émail

Les cellules épithéliales qui produisent l’émail, les améloblastes, sont séparées de l'émail au niveau de la zone de maturation par une membrane basale spécialisée (MBS) enrichie en laminine 332 (LM-332). Cette protéine hétérotrimérique (composée des chaînes α3, ß3 et γ2) assure l'intégrité structurelle des membranes basales (MB) et influence divers processus cellulaires épithéliaux tels que l'adhésion et la différenciation cellulaire. Des modèles de souris « knockout » (KO), où les gènes codant pour LM-332 ont été supprimés, meurent peu après la naissance. Néanmoins, ce phénotype létal peut être contourné en substituant chez la souris le gène produisant la chaîne γ2 de la laminine (LAMC2) par sa forme humaine, sous le contrôle de l’expression du promoteur-rtTA, de la cytokératine 14, inductible par la prise de doxycycline (Dox) - (Tet-on). Le but de ce projet est d’examiner si l’utilisation de cette protéine humaine chez la souris a un effet sur la structuration de la MBS ainsi que sur la maturation de l'émail. La phase de maturation de l’organe de l’émail chez la souris transgénique a été sévèrement altérée par rapport à une souris normale (WT). La MBS n’est plus visible, une matrice dystrophique s’est formée dans la couche d'émail dans la phase de maturation, et la présence d’une matrice résiduelle de l'émail est observée durant la phase tardive de maturation. Des micro-analyses tomographiques ont révélé une usure excessive des surfaces occlusales des molaires, un écroulement de l'émail sur les pointes des incisives et une hypominéralisation de l'émail. Cependant, aucune altération structurale due à cette recombinaison transgénique n’a été observée dans d'autres sites épithéliaux, tels que la peau, le palais et la langue. Ces résultats indiquent que, bien que ce modèle de souris humanisée soit capable de rétablir ses fonctions dans divers tissus épithéliaux, il est incapable de soutenir la structuration d'une MBS à l'interface entre les améloblastes et l’émail en maturation. Cet échec peut être lié à la composition spécifique de la MBS dans la phase de maturation et supporte l’hypothèse que la MBS est essentielle pour la maturation adéquate de l'émail.

The periplasmic domain of the barrel assembly machinery protein A (BamA) from Escherichia coli assists folding of outer membrane protein A

The assembly of outer membranes of the cell wall of Gram-negative bacteria and of various organelles of eukaryotic cells requires the evolutionarily conserved β-barrel-assembly machinery (BAM) complex. This thesis describes the biochemical and biophysical properties of the periplasmic domain of the β-barrel assembly machinery protein A (PD-BamA) of the E. coli BAM complex, its effect on insertion and folding of the Outer membrane protein A (OmpA) into lipid bilayers and the identification of regions of PD-BamA that may be involved in protein-protein interactions. The secondary structure of PD-BamA in mixed lipid bilayers, analyzed by Circular dichroism (CD) spectroscopy, contained less β-sheet at an increased content of phosphatidylglycerol (PG) in the lipid membrane. This result showed membrane binding, albeit only in the presence of negatively charged lipids. Fluorescence spectroscopy demonstrated that PD-BamA only binds to lipid bilayers containing the negatively charged DOPG, confirming the results of CD spectroscopy. PD-BamA did not bind to zwitterionic but overall neutral lipid bilayers. PD-BamA bound to OmpA at a stoichiometry of 1:1. PD-BamA strongly facilitated insertion and folding of OmpA into lipid membranes. Kinetics of PD-BamA mediated folding of OmpA was well described by two parallel folding processes, a fast folding process and a slow folding process, differing by 2-3 orders of magnitude in their rate constants. The folding yields of OmpA depended on the concentration of lipid membranes and also on the lipid head groups. The presence of PD-BamA resulted in increased folding yields of OmpA in negatively charged DOPG, but PD-BamA did not affect the folding kinetics of OmpA into bilayers of zwitterionic but overall neutral lipids. The efficiency of folding and insertion of OmpA into lipid bilayers strongly depended on the ratio PD-BamA/OmpA and was optimal at equimolar concentrations of PD-BamA and OmpA. To examine complexes of unfolded OmpA with PD-BamA in more detail, site-directed spectroscopy was used to explore contact regions in both, PD-BamA and OmpA. Similarly, contact regions were also investigated for another protein complex formed by PD-BamA and the lipoprotein BamD. The obtained data suggest, that the site of interaction on PD-BamA for OmpA might be oriented towards the exterior environment away from the preceding POTRA domains, but that PD-BamA is oriented with its short α-helix α1 of POTRA domain 5 towards the C-terminal end of BamD.