Microfluidic tools for the engineering of enzymes of therapeutic interest / Aurélie Vigne ; sous la direction de Jean-Christophe Baret

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Leucémie aigüe lymphoblastique -- Thérapeutique

Asparaginase

Enzymes bactériennes -- usage thérapeutique

Microfluidique

Ondes acoustiques de surface

Baret, Jean-Christophe (1979-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Zakri, Cécile (1970-.... ; auteure en sciences des matériaux) (Président du jury de soutenance / praeses)

Franke, Thomas (19..-.... ; membre du jury d'une thèse de doctorat en Biophysique) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Nghe, Philippe (1982-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Robinson, Tom (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Le Goff, Anne (1983-.... ; physicienne) (Membre du jury / opponent)

Université de Bordeaux (2014-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Centre de Recherche Paul Pascal (Pessac ; 1963-....) (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Résumé / Abstract : Cette thèse concerne le développement d’outils microfluidique pour l’ingénierie d’enzymes d’intérêt thérapeutique. La microfluidique à base de gouttelettes présente un énorme potentiel dans le domaine de la biologie quantitative. Nous développons des outils microfluidiques pour l’évolution dirigée de l’enzyme L-asparaginase, enzyme utilisée comme traitement de laleucémie lymphoblastique aiguë. Ce traitement est basée sur une enzyme d’origine bactérienne,ce qui conduit à déclencher des réactions immunitaires qui se traduit par l’interruption du traitement, souvent fatale pour le patient. Cependant, une version humaine de l’enzyme L-asparaginase, qui est moins immunogénique, n’est à l’heure actuelle pas suffisamment active pour être utilisée. L’objectif principal de cette thèse est d’alors d’analyser et de cribler des banques de mutants d’enzymes en utilisant des méthodes classiques de mutagenèse et d’analyser chaque mutant individuellement par le biais de la microfluidique. Pour cela, plusieurs systèmes microfluidiques ont été développés et optimisés afin de répondre à différents critères de sélection pour l’analyse et la sélection de l’enzyme L-asparaginase. La version bactérienne a servi de contrôle positif pour l’optimisation des systèmes microfluidiques afin de pouvoir analyser et de cribler des banques de mutants de la version humaine de l’enzyme L-asparaginase.

Résumé / Abstract : This thesis deals with the development of microfluidic tools for the engineering ofenzymes of therapeutic interest. Droplet microfluidics has enormous potential in the field ofquantitative biology. We are developing microfluidic tools based on the directed evolutionof the enzyme L-asparaginase, an enzyme used to treat acute lymphoblastic leukemia. Thistreatment is based on an enzyme of bacterial origin, which leads to immune reactions thatresult in the interruption of treatment, often fatal for the patient. However, a human version ofthe enzyme L-asparaginase, which is less immunogenic, is currently not sufficiently active to beused. The main objective of this thesis is to analyze and screen enzyme mutant libraries usingstandard mutagenesis methods and to analyze each mutant individually through microfluidics.For this, several microfluidic systems have been developed and optimized for different selectioncriteria for the analysis and selection of the enzyme L-asparaginase. The bacterial versionserving as a positive control for the optimization of microfluidic workflows to analyze andscreen mutant libraries of the human version of the enzyme L-asparaginase.