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Marc A. Gauthier

Matériaux biohybrides

Chimie bio-organique, Biomatériaux, Vectorisation de principes actifs, Peptides

Intérêts de recherche

 

 

La médecine bénéficie continuellement des progrès en chimie bio-organique, chimie des polymères et chimie des protéines. En particulier, l’union de ces disciplines a conduit à l'élaboration de nouveaux matériaux, connus sous le nom de «bio-hybrides», qui associent des éléments structurels et fonctionnels de molécules synthétiques et naturelles. La synergie de cette association offre des propriétés uniques et innovatrices, notamment dans le domaine biomédical. En parallèle, de récentes découvertes en biologie, et particulièrement en biologie cellulaire, ont considérablement élargi la gamme des fonctionnalités recherchées pour les matériaux bio-hybrides. Cependant, plusieurs DÉFIS MAJEURS existent pour la préparation rationnelle de ce type de matériaux, ce qui limite considérablement leur potentiel. En outre, il est observé que: (1) les réactions permettant la bio-conjugaison de molécules synthétiques sur des protéines (en particulier celles étant réversibles) demeurent limitées et éventuellement s’avèrent parfois inefficaces; (2) la connaissance restreinte des interactions physico-chimiques entre les composants naturelles et synthétique limite fortement la performance des matériaux bio-hybrides; (3) le manque de méthodes permettant le contrôle sur la réactivité et, (4) la structure des matériaux bio-hybrides réduit leur spécificité ainsi que leur bio-activité par rapport aux protéines.

 

Notre groupe vise à répondre à ces défis et ainsi concevoir des nouveaux matériaux bio-hybrides fonctionnels pour des applications biotechnologiques.

 

 

 

 

Medicine has and continues to benefit greatly from advances in bio-organic chemistry, polymer chemistry, and protein chemistry. Particularly, the combination of these disciplines has led to the development of “bio-hybrid” materials which combine structural and functional elements from both synthetic and natural molecules. Synergy between the synthetic and natural elements yields unique properties which have been applied for innovative biomedical applications, such as drug delivery or design. In parallel, recent advances in biology (cell biology, understanding of disease) have dramatically expanded the range of properties and applications sought after in bio-hybrids. However, a certain number of key challenges exist for the rational design of bio-hybrids, which limit their innovative potential. More specifically: (1) bio-conjugation approaches for grafting synthetic molecules to proteins are limited and can be inefficient; (2) a poor physical-chemical understanding of how synthetic molecules can alter the bio-activity of proteins exists; and methods for controlling the function (3) and structure (4) of bio-hybrids are at a crude stage of development and thus limit their specificity and bio-activity compared to e.g., proteins.

 

Our research program aims to address these challenges and thus design new functional bio-hybrid materials for applications in biotechnology.

 

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