Etude quantitative de la microviscosité membranaire de l'in-vitro aux membranes cellulaires

Le but de ce travail était de développer une méthodologie de quantification de la microviscosité membranaire en se basant sur la technique de résonance paramagnétique électronique (RPE) associée au marquage de spin. La méthode a consisté à étalonner les spectres RPE d’acides doxylstéariques présentant un groupement nitroxyle à différentes positions de leur chaîne hydrocarbonée dans des mélanges de glycérol/éthanol de viscosité connue. Des courbes étalons, reliant la viscosité au temps de corrélation (τc) et au paramètre d’ordre (S), ont ainsi été établies. Elles ont, ensuite, été utilisées pour l’étude de plusieurs systèmes membranaires (micelle, liposome, cellule). En premier lieu, la valeur de la viscosité locale au sein des micelles de détergents synthétiques (SDS, DTAB et CTAB) a été mesurée. L’évolution de cette microviscosité en fonction de la concentration en détergent a permis de donner une approche du phénomène d’agrégation de ces micelles. De la même manière, les micelles de deux sels biliaires, le taurocholate et le taurodeoxycholate de sodium, ont été étudiées. Ces dernières présentent un corps micellaire beaucoup plus visqueux que leur région interfaciale hydrophile. En second lieu, la microviscosité à différentes profondeurs dans la bicouche lipidique des liposomes de DMPC a pu être quantifiée. Elle diminue en allant de la surface hydrophile vers le centre hydrophobe de la bicouche. Les effets de la température, du cholestérol et du propofol (PPF), agent hypnotique utilisé en anesthésie générale, sur la fluidité de la bicouche ont aussi été étudiés. L’incorporation du cholestérol dans la bicouche lipidique la stabilise et atténue, voire fait disparaître, la transition de phase. En revanche, le propofol fluidifie la bicouche lipidique. La technique de mesure de la microviscosité par RPE ne permet de mettre en évidence la fluidification qu’aux fortes concentrations en PPF (≥10-4 mol dm-3). La spectroscopie d’absorption de la mérocyanine 540 (MC540) a permis de montrer qualitativement que l’effet existe également aux plus faibles concentrations en PPF (10-7 - 10-6 mol dm-3) qui correspondent aux concentrations atteintes en clinique. L’effet du PPF dans une de ces formulations commerciales “Diprivan®” sur la fluidité du DMPC n’a pas pu être étudié en raison de la présence de vésicules d’intralipide dans sa composition. Ces vésicules perturbent à la fois les mesures RPE et celles d’absorption. Enfin, la microviscosité des membranes d’érythrocytes et de cellules neuronales (Neuro-2a) a pu être quantifiée. A la température physiologique (37°C), la valeur de la microviscosité au centre de la membrane avoisine les 100 cP. Le PPF fluidifie les membranes cellulaires surtout au niveau de la surface de la bicouche lipidique. Cet effet est observable à partir d’une concentration en PPF de 10-4 mol dm-3 dans les membranes des érythrocytes, et dès une concentration de 10-5 mol dm-3 dans les membranes des cellules Neuro-2a.