Adhésion de C albicans sur une couche mince nanocomposite avec des

AgNPs exposées ou enterrées à l’intérieur d’une matrice de SiO

La figure V-2 présente les différents profils de détachement cellulaire de C. albicans obtenus avec trois échantillons différents. Le premier échantillon est composé d’une couche mince de SiO2th, le second est composé d’une monocouche d’AgNPs (forme de sphéroïde

prolate, talle : axe majeur 19.9 ± 10.0 nm, axe mineur 17.0 ± 7.5 nm, densité 1.7 × 1011 AgNPs/cm-2, taux de couverture de la surface 42.6 %) exposées à la surface de la couche mince de SiO2th et le troisième possède des AgNPs de même caractéristiques mais enterrées dans une

matrice de SiO2plasma à une distance contrôlée de 5.5 nm. Différents profils de détachement

cellulaire sont observés en fonction du type d’échantillons utilisés. En effet, l’adhésion de C.

albicans est beaucoup plus marquée (76 %) lorsque les AgNPs sont exposées à la surface

(Fig. V-2, courbe en rouge) dès l’application de la première contrainte de cisaillement pariétale (0.01 Pa). 0.0 0.1 0.2 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

_{P(Pa) Forts débits}

N

/N0

[%

]

Faibles débits

AgNPs exposées à la surface

AgNPs entérrées dans une matrice de SiO₂plasma Couche mince de SiO₂th

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Figure V-2 : Profils de détachement de C. albicans sur différents nanocomposites à base de SiO2 et d’AgNPs dans

des conditions hydrodynamiques contrôlées (moyenne ± écart-type ; n = 3).

En présence de la couche mince de SiO2th seule ou avec les AgNPs enterrées dans la

matrice de SiO2plasma, une diminution significative de l’adhésion cellulaire (28 % vs 13 %,

courbes en noir et bleu respectivement) est observée dès l’application de la première contrainte de cisaillement (0.01 Pa). Si l’on s’intéresse maintenant à la cinétique de détachement des levures en présence des AgNPs exposées, on observe que l’adhésion des levures est maintenue même sous l’application de la contrainte maximale (46 % avec 83.12 Pa). En effet, on observe durant l’expérimentation une légère diminution du pourcentage de levures adhérées (76 % à 62 %) avec l’application des faibles débits (0.01-0.2 Pa), une seconde diminution (62 % à 46 %) dans les fortes contraintes et le maintien de l’adhésion des levures jusqu’à l’application de la contrainte maximale. Lorsque les AgNPs sont enterrées ou avec la couche mince de SiO2th

seule, c’est le comportement inverse qui est observé avec le détachement total des levures sous l’application des fortes contraintes de cisaillement pariétales. Un détachement total des levures est obtenu avec l’application d’une contrainte de 27 Pa en présence des AgNPs enterrées et de 37.5 Pa avec la couche mince de SiO2th seule.

Les contraintes de cisaillement nécessaires pour détacher 2 %, 50 % ou 90 % des levures initialement adhérées à la surface de SiO2th seule ou associée à une monocouche d’AgNPs

enterrées ou en surface sont présentées dans le tableau V-2.

Différents substrats nanocomposites

N0

(Cellules /cm2₎ tp 2 % (Pa) tp 50 % (Pa) tp 90 % (Pa) SiO2th 5.6*104 ± 0.2*104 0.20*10-3 0.60*10-2 9.0 SiO2th + AgNPs

exposées 6.1*10

4 _0.8*10-3 _{42 N/A}

SiO2plasma + AgNPs

enterrées 5.9*10

4 _{± *10}4 _0.20*10-3 _0.6*10-2 _0.10

Tableau V-2. Nombre de levures initialement adhérées (N0) sur les différents substrats nanocomposites (moyenne

± écart-type ; n = 3); contraintes de cisaillement pariétales nécessaires pour détacher 2 % (tp 2 % (Pa)), 50 % (tp 50 %

(Pa)) et 90 % (tp 90 % (Pa)) des levures.

D’après le tableau V-2, la présence des AgNPs exposées induit une contrainte de cisaillement plus importante pour le détachement de 2 %, 50 % et 90 % des levures adhérées comparé à la couche mince de SiO2th seule ou à la matrice de SiO2plasma (AgNPs enterrées). La

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fois plus importante. De plus, avec les AgNPs exposées, la contrainte nécessaire pour détacher 90 % des levures n’est pas atteinte dans les conditions de l’expérimentation.

La contrainte nécessaire pour détacher 2 % et 50 % des cellules est sensiblement la même pour la SiO2th et la matrice de SiO2plasma. Le détachement de 90 % des levures adhérées

est atteint plus facilement avec la matrice de SiO2plasma (0.10 Pa vs 9 Pa).

Les différences significatives observables avec les AgNPs exposées sont probablement induites par le contact direct avec les cellules. En effet, les AgNPs exposées peuvent augmenter les forces électrostatiques présentes à la surface de l’échantillon et provoquer de ce fait une adhésion des levures plus marquée et maintenue durant l’expérimentation. Les AgNPs sont connues pour leurs propriétés antimicrobiennes et les dommages qu’elles peuvent provoquer elles-mêmes ou par le relargage d’Ag+ au niveau de la membrane cellulaire et des constituants cellulaires. Nous avons donc évalué la viabilité des levures ayant adhéré à la surface des différents échantillons par marquage au SYTO-9 et à l’IP. Dans un premier temps nous avons contrôlé la préservation de la viabilité cellulaire après 1h30 dans l’EPPI en présence ou non des marqueurs fluorescents. Les pourcentages respectifs de viabilité sont de 90% et 88% et sont disponibles dans l’Annexe B. Dans un deuxième temps, nous avons évalué la viabilité cellulaire avant et après 1h30 de contact avec les surfaces nanocomposites. La figure V-3 présente le pourcentage de cellules viables et non viables au début de l’injection ou adhérées sur la monocouche d’AgNPs exposée à la surface.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 % 92 % 99 % 8 % Cellules adhérées après 1h30 et _P=0.20Pa % d e c e ll u le s Début de l'injection Cellules non-viables Cellules viables

Figure V-3 : Pourcentages de levures viables et non viables au début de l’expérimentation et après la phase d’adhésion à la surface du nanocomposite possédant une monocouche d’AgNPs exposées à la surface. Les cellules vivantes sont représentées en vert et les cellules endommagées ou mortes en rouge. Les pourcentages de levures viables ou non, présentes au début de l’expérimentation ont été calculés sur une moyenne de 335 levures. Les pourcentages ont été calculés sur une moyenne de 150 levures après l’application d’une contrainte de cisaillement de 0.2 Pa (moyenne ± écart-type ; n = 3).