Fabrication de microstructures pour le recrutement de protéines synaptiques par polymérisation à deux photons

Abstract

Ce mémoire présente une technique permettant d’implémenter les surfaces des électrodes pour optimiser les connexions des neurones. Il a été précédemment démontré que des billes micrométriques chargées positivement stimulent la formation de jonctions synaptiques sur leur surface. Il a été suggéré par le Dr Santiago Costantino qu’il était possible de lier ces billes sur les surfaces des électrodes en utilisant la liaison entre la biotine et la streptavidine. Mais, ces liaisons étant trop faibles pour lier les billes efficacement, il a été ensuite suggéré par le Dr Costantino de recréer des jonctions synaptiques en utilisant d’autres structures conductrices similaires aux billes. Ces structures sont réalisées en utilisant un laser Ti:Sa à 800nm qui permet la photo-réduction à deux photons de structures micrométriques d’argent dans un polymère de polyvinylpyrrolidone (PVP). Ces structures ont une hauteur moyenne de 4.5±0.6µm et un diamètre moyen à mi-hauteur de 8.8±1.6µm. Leur résistivité est de 4x10-3 Ω·m. L’analyse de la synaptophysine et de la PSD95, deux protéines largement retrouvées dans les régions pré et post-synaptiques, montre une accumulation significative autour des structures. Ce qui confirme que les structures de PVP et d’argent stimulent la formation de jonctions synaptiques et permettent l’optimisation des connexions neuronales sur des électrodes.

This thesis presents a technique allowing the implementation of electrodes’ surfaces for the optimisation of neuronal connexions. It was established that micrometric beads with a positive charge stimulate the formation of synaptic junctions on their surfaces. It was suggested by Dr. Santiago Costantino that it was possible to link those beads on the electrodes’ surface using the connection between biotin and streptavidin-coated beads. But, those connections demonstrated to be too weak to link the beads efficiently. Alternatively, we recreated those synaptic junctions using others conductive structures comparable to beads. Those structures were fabricated using a Ti:Sa laser at 800nm that allows the two-photon reduction of micro structures made of silver nitrate integrated in a polymer of polyvinylpyrrolidone (PVP). Those structures have an average height of 4.5±0.6µm and a diameter a mid-height of 8.8±1.6µm. Their resistivity is 4x10-3 Ω·m. The analysis of the synaptophysin and the PS95, two proteins widely found in the pre-synaptic and post-synaptic regions, demonstrates a significant accumulation around the structures. This confirms that microfabrication of structures of PVP and silver stimulates the formations of synaptic junction and allows the optimisation of neuronal connections on electrodes.