Utilisation de gouttelettes d'émulsion pour l'étude de l'adhésion spécifique entre deux surfaces fluides

We have built an experimental model system of specific adhesion between two fluid surfaces on which diffuse ligand and receptor proteins. We have experimentally established the link between macroscopic energy of adhesion end the microscopic motor, the creation of specific links. In order to measure the macroscopic energy of adhesion, we have used emulsion droplets. While adhering, the droplets are deformed. Knowing their surface tension, the increase of surface gives access to the adhesion energy. As a microscopic motor, we have used the model couple streptavidin/biotin. The emulsion droplets are functionalized with these adhesive proteins (streptavidin). Put into contact with supported lipid bilayers carrying the receptors (biotin), the droplets adhere specifically. We have led a static study of this adhesion. With different fluorescence technics (epifluorescence, Fluorescence Correlation Spectroscopy, Fluorescence assays), we have quantified the absolute number of proteins involved in the adhesive patches in order to compare it to adhesion energy. We have seen that adhesion energy is proportional to the energy of one link. Besides, measurement in Reflection Iterference Contrast Microscopy allowed us to study the dynamics of patch growth. We have enlighted a quasi-static diffusive growth. Changing the quantities of proteins involved and their nature (length of the links), we have investigated the different static and dynamic situations of specific adhesion in our model. We have discovered effects of compressibility in adhesive films which brings new views on cell adhesion.Nous avons mis au point un système expérimental modèle d'adhésion spécifique entre deux surfaces fluides sur lesquelles diffusent des protéines de type ligand-récepteur. Nous avons notamment voulu relier la mesure d'une énergie d'adhésion macroscopique à son moteur microscopique, la formation de liens spécifiques. Pour mesurer une énergie macroscopique d'adhésion, nous avons utilisé des gouttelettes d'émulsion. Lorsqu'elles adhèrent, les gouttelettes se déforment. Le gain de surface permet d'accéder à l'énergie d'adhésion. Comme moteur de l'adhésion spécifique, nous avons utilisé le couple modèle streptavidine/biotine. Les gouttelettes d'émulsion sont fonctionnalisées avec ces protéines ligantes. Amenées par gravité en présence de bicouches lipidiques supportées fluides dont une fraction des lipides porte les protéines réceptrices, les gouttelettes adhèrent spécifiquement aux bicouches lipidiques. Nous avons mené une étude statique de cette adhésion. Grâce à différentes techniques de fluorescence (épifluorescence, FCS (Fluorescence Correlation Spectroscopy), dosages en retour) nous avons quantifié le nombre de protéines mises en jeu dans nos patches adhésifs afin de le comparer à l'énergie de déformation de la goutte. Nous avons pu observer que l'énergie d'adhésion est proportionnelle à l'énergie d'un lien. Par ailleurs, des mesures en RICM (Reflection Iterference Contrast Microscopy) nous ont permis d'étudier la dynamique de croissance du patch adhésif. Nous avons pu mettre en évidence une croissance diffusive et quasistatique de la zone de contact. En jouant sur les quantités de protéines mises en jeu ainsi que sur leur nature (longueur des liens), nous avons exploré les différentes situations statiques et dynamiques de l'adhésion dans notre système modèle. Nous avons notamment mis en évidence les effets de compressibilité des films adhésifs qui apportent de nouvelles clés pour envisager l'adhésion cellulaire