Soutenance de Thèse de Marion Le Gal

Exploration de la biodiversité microbienne marine pour la production de polyhydroxyalcanoates et étude de leur potentiel pour l’élaboration de nouveaux biomatériaux visibles en IRM

Venez nombreux à la soutenance de thèse de Marion Le Gal. Rendez-vous dans l'amphi A de l'IUEM Lundi 12 Juillet à 14 h

Résumé

Les polyhydroxyalcanoates (PHA) sont des polymères naturels produits par une grande variété de bactéries. Ces polyesters naturels sont à la fois biosourcés, biodégradables et biocompatibles. Ils présentent donc un intérêt majeur pour des applications dans le domaine biomédical. Dans le cadre de cette thèse, les capacités de production de différentes souches bactériennes, issues de la biodiversité bactérienne marine ont été étudiées. Trois souches appartenant au genre Pseudomonas se sont avérées être des candidates prometteuses pour la production de PHA_MCL insaturés lorsqu’elles sont cultivées à partir d’un mélange d’huile de coprah et d’acide 10-undécenoïque. L’optimisation de la production a permis la biosynthèse de PHA_MCL de structure originale et contrôlée, comportant de 10 % à 80 % d’insaturation, avec des rendements de production jusqu’à 38 %. Leur caractérisation par SEC et DSC a révélé des biopolymères de hauts poids moléculaires et une faible cristallinité. Les analyses FTIR, RMN et GCMS ont permis de déterminer leur structure chimique et de confirmer la position terminale des insaturations, permettant les futures fonctionnalisations par chimie-click.  Deux dispositifs visibles par IRM ont été développés. D’une part, un PHA fluoré amphiphile, PHA-g-(F;PEG), a été synthétisé par une réaction de thiol-ène. Des nanocapsules, à base de PHA-g(F;PEG), chargées avec du bromure de perfluorooctyle, obtenues par émulsion-évaporation, d’un diamètre proche de 250-300 nm, s’avèrent visibles en IRM ¹⁹F avec un temps d’acquisition de seulement 15 min. D’autre part, le copolymère PHA-g-(C₈F₁₇) a été préparé par greffage de perfluorodécanethiol. La caractérisation de la microstructure par MEB-EDX et DSC (modulée et conventionnelle) a montré la formation de microdomaines fluorés. Les expériences d’Echo de Hahn ont démontrées un T2 de l’ordre de 1.2 ms, approprié pour des séquences de détection UTE. De ce fait, les biomatériaux préparés par impression 3D et recouverts de PHA-g-(C₈F₁₇) ont le potentiel d'être utilisés comme nouveaux agents de contraste pour l'IRM ¹⁹F. Ces résultats mettent en avant un projet de thèse pluridisciplinaire, depuis la culture bactérienne jusqu’à la valorisation des biomolécules synthétisées.