Un large sous-ensemble de paramètres, qui incluent la modulation de la signalisation cellulaire et l’efficacité de la liaison aux récepteurs, peut être exploré à l’aide de nanostructures d’ADN programmables. Glenn Cremers montre comment ces structures peuvent découvrir d’importants mécanismes de signalisation cellulaire, fournir des informations pour la conception de réseaux de communication synthétiques et faciliter la synthèse de médicaments de précision.
Dans le corps humain environ 200 cellules spécialisées se forment à partir d’une seule cellule, l’ovule fécondé. Pour atteindre ce niveau de complexité et maintenir une organisation cellulaire correcte, les cellules s’appuient largement sur les voies de signalisation. Ces voies de transduction de signal interconnectées ont évolué autour de modules récepteurs complexes, des récepteurs, qui ont la capacité de recevoir et d’interpréter des stimuli externes et, finalement, de les traduire en une sortie.
Interaction multivalente
Les récepteurs sont situés à la fois dans la cellule et à la surface des cellules et sont activés par la liaison de leur ligand apparenté : l’expéditeur. Cependant, la simplicité des modules de base (c’est-à-dire les récepteurs et les ligands) qui régulent la signalisation cellulaire ne se traduit pas directement par les voies de signalisation cellulaire extrêmement complexes auxquelles ils sont associés.
Pour contrôler les voies de signalisation complexes, les cellules sont fortement dépendantes de la dynamique spatio-temporelle des ligands et des effecteurs activés. Plus précisément, la communication cellulaire ne repose pas uniquement sur la liaison d’un seul ligand à un seul récepteur, mais nécessite la liaison simultanée de plusieurs récepteurs à leurs ligands endogènes, entraînant la formation d’une interaction multivalente.
La régulation active du nombre de ligands impliqués dans la signalisation cellulaire augmente la sensibilité de la reconnaissance des ligands et, en outre, entraîne une reconnaissance sélective de différents types de cellules avec une affinité fonctionnelle accrue.
Récepteurs thérapeutiquement pertinents
Dans sa thèse, Cremers a étudié le rôle de la multivalence dans la reconnaissance sélective des cellules en fonction d’un seuil de densité de récepteurs en utilisant la méthode de l’origami ADN. Plus précisément, il s’est appuyé sur un nanorod d’ADN de 150 nm fonctionnalisé spécifiquement avec un nombre spécifique d’anticorps pour obtenir une interaction multivalente.
En outre, Cremers a exploré les déterminants qui modulent l’accessibilité cellulaire de ces nanostructures d’ADN et a systématiquement étudié les paramètres de conception accordables de nanostructures d’ADN fonctionnalisées par anticorps se liant à des récepteurs thérapeutiquement pertinents.
Glenn Cremers a soutenu son doctorat. thèse, intitulée « Ciblage des récepteurs de surface cellulaire à l’aide de nanostructures d’ADN » le 11 avril.