2.3 Membranes artificielles.
2.3.1 Définition.
Les membranes fluides artificielles sont des
enveloppes inertes, à structures fixes, douées de fonctions
dynamiques, et en interaction directe avec le milieu ambiant. Toutefois, ces
objets restent encore d'une grande complexité, en raison de leur
cytos-quelette qui leur confère des propriétés
viscoélastiques et du nombre important de leur constituants. Ils
choisirent alors d'enlever tout ce qui dépasse la membrane
(gly-cocalix), puis, tout ce qui n'en constitue pas l'élément
dominant (enzymes, protéines membranaires...).
2.3.2 Liposomes.
Les liposomes sont des vésicules
sphériques, dont le diamètre est de quelques milliers de
manomètres. Elles ont été synthétisées,
volontairement, par Bangham, en 1968. Ces vésicules
sont composées d'une ou plusieurs bicouches lipidiques permettant de
séparer un milieu intravésiculaire d'un milieu extérieur.
Au sein de ces bicouches, tout comme pour les membranes biologiques, les
mouvements des phospholipides sont observés. Les liposomes sont faciles
à pré parer. L'hydratation d'un film phospholipidique permet
d'obtenir des liposomes multilamellaires. Pour obtenir ces liposomes, des
étapes supplémentaires sont nécessaires.
Les liposomes sont utilisés dans l'industrie,
comme vecteurs de substances en cosmétologie (crèmes hydratantes,
antioxydants...), ou en pharmacologie, en tant que vecteurs de transport de
médicaments vers l'organisme cible [28]. Aussi, ils
sont
hapitre 1 : Composition et fonction des membranes
biologiques. 37
parfois employés comme vecteurs de
thérapie génique, ou encore comme supports de
vaccins.
Tous les liposomes submicroniques SUV (Liposome
Unilamellaire de petite taille : 30 -
50nm, de diamètre) et LUV (Liposome Unilamellaire
de grande taille : 50 - 500nm, de
diamètre) ont été intensivement étudiés.
Mais de par leurs dimensions, ils possèdent une courbure plus
élevée que les membranes plasmiques, et de ce fait, ils
constituent des modèles assez éloignés de la cellule. Ils
s'apparentent d'avantage à certains organites comme les vésicules
de sécrétion, les liposomes ou les endosomes. La
préparation de populations unimodales de vésicules unilamellaires
nécessite, pour être reproductible, l'utilisation des
méthodes hautement invasives telles que la so-nication
[29], l'ulrafiltration [30] ou
l'évaporation de solvants organiques [31]. De plus, le
résultat de ces préparations est souvent instable dans le sens
où les objets obtenus changent aisément de forme et de taille.
Toutefois, il n'est pas encore clair que l'état vésiculaire soit
un état d'équilibre ou seulement un état
intermédiaire par lequel passe le mélange lipide-eau avant
d'atteindre sa configuration d'équilibre final [32,
33].
Les vésicules unilamellaires de taille proche
de la cellule GUV (Giant Unilamellar Vesicles -Liposome unilamellaire
géant : 1-200pm, de diamètre)
ont, ensuite, attiré l'attention, car elles constituent un
système idéal pour l'observation directe, par les techniques de
microscope optique (contraste de phase, fluorescence, RICM (Fig.
1.9), des propriétés physiques et
chimiques des membranes, et pour leurs applications techniques
[34]. Plusieurs travaux ont été consacrés
à l'inventaire, par exemple, des formes d'équilibre et aux
propriétés mécaniques des GUVs
[35].
L'étude des formes d'équilibre d'une
vésicule sans contrainte extérieure,
nécessité
hapitre 1 : Composition et fonction des membranes
biologiques. 38
largement utilisées dans d'autres applications,
principalement pour leur capacité à
FIG. 2-7 -- (a) Vésicule géante (b) Une
membrane constitué d'un double feuillet
des efforts considérables théoriques,
numériques et expérimentaux [36]. L'observation
expérimentale a permis de confirmer la validité de certains
travaux théoriques. En retour, ces modèles théoriques
servent à interpréter les manipulations menées sur des
vésicules, afin de mesurer des paramètres physiques de la
membrane elle-même, à savoir la constante de courbure, la tension,
ou le couplage avec un réseau réticulé ou avec des
protéines adsorbées.
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