Life Sciences Université Paris-Saclay

Les plantes, par leur caractère plastique et leur grande réactivité aux conditions environnementales, présentent de larges variations phénotypiques pour un génotype donné. Ainsi la caractérisation fine des relations entre génotype et phénotype nécessite souvent l’observation et la caractérisation de grandes populations de plantes. Pour être performant, ce phénotypage doit s’effectuer à plusieurs niveaux (méthylome, transcriptome, protéome, métabolome), un objectif ambitieux, qui est à l’origine de la création en 2011 de l'Observatoire du Végétal. Adossé à l’Institut Jean-Pierre Bourgin (IJPB UMR 1318 INRAE/AgroParisTech/UPSaclay) et géographiquement localisé sur le Centre INRAE IdF Versailles-Grignon, l'Observatoire du Végétal est un ensemble de ressources dédiées au phénotypage multi-niveaux des plantes, permettant notamment la description et la caractérisation d’un même individu par plusieurs méthodes d’investigations parallèles. L’Observatoire du Végétal comprend le Centre de Ressources Biologiques (CRB) Arabidopsis et cinq plateformes : cytologie et imagerie végétale, chimie-métabolisme (voir aussi son FOCUS PLATEFORME déjà publié), biochimie des protéines, phénotypage haut-débit (phenoscope) et culture de plantes (l’objet de ce FOCUS PLATEFORME).

La plateforme IJPB / Observatoire du Végétal - Culture de Plantes permet, par sa surface de culture importante et grâce à un personnel qualifié et dédié, la production de plus de 50 000 plantes par an. De nombreux types de culture sont maitrisés et peuvent être mis en œuvre : sur substrat inerte comme le sable pour des expériences de nutrition minérale, en hydroponie ou aéroponie (cultures des plantes dans un substrat liquide ou dans une brumisation de solution nutritive). Une grande variété de climats peut être également mise en œuvre en chambres de culture en paramétrant l’intensité et la durée d’éclairement ou la température et l’hygrométrie, ce qui permet de mimer toute une palette de variations climatiques et par exemple d’observer les réactions des plantes dans les conditions futures de notre environnement. Par ailleurs, des installations de serres et chambres de cultures en conditions de bio-sécurité S3 permettent de réaliser des expérimentations sur des agents biologiques bénéfiques ou pathogènes (virus, champignons comme la rouille du Blé, bactéries). Une des caractéristiques de cette plateforme est donc sa surface de culture importante dans des conditions de bio-sécurité permettant la production de plantes mutagénisées ou transformées, que ce soit pour des espèces modèles comme Arabidopsis ou Brachypodium (modèle de céréales) ou cultivées. Nous avons ainsi produit une collection de plusieurs milliers de Brachypodium pour une société allemande et plusieurs collections d’Arabidopsis mutagénisées à destination de laboratoires académiques pour des cribles génétiques.

Cette plate-forme représente ainsi un outil précieux pour la production de matériel végétal de qualité pour notre Institut, mais aussi la communauté scientifique locale et nationale, en permettant la réalisation de projets scientifiques originaux et ambitieux.

Contact : Hervé VAUCHERET (herve.vaucheret@inrae.fr) / Christian MEYER (responsable Observatoire du Végétal, christian.meyer@inrae.fr).

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La plateforme IJPB / Observatoire du Végétal - culture de plantes permet la production et le suivi de cultures en conditions contrôlées et en serre, avec une possibilité d’accéder à des installations de quarantaine et de bio-sécurité de type S3. La plateforme dispose ainsi de 3500 m2 de serres de bio-sécurité S2 (15 serres) ou S3 (1 serre) et d’environ 350 m2 de chambres de culture (une trentaine d’enceintes climatisées) où le climat (lumière, durée du jour, hygrométrie…) est entièrement paramétrable. La plateforme peut également accueillir des organismes de quarantaine après agrément et est capable de produire plusieurs dizaines de milliers de plantes par an. Cette plateforme est intégrée dans le réseau d’infrastructures du LabEx SPS (www6.inra.fr/saclay-plant-sciences/Infrastructures) et fait partie du réseau de serres expérimentales de l’Université Paris-Saclay (RéSEPS). La plateforme fournit un accès à une gamme d'équipements de culture végétale et à une expertise reconnue en culture de plantes. Toutes les espèces végétales peuvent être accueillies que ce soit pour des laboratoires académiques (production de collection de plantes mutagénisées, culture à façon, phénotypage,…) ou privés (expériences de fertilisation minérales, tests de produits phytosanitaires et pathogènes,…).

Le CEA et Siemens Healthineers ont récemment signé un accord de licence non exclusive qui concède à la multinationale des droits d’exploitation sur les «  kT-points® »- un procédé innovant développé à Neurospin (Institut Joliot, CEA, Centre de Saclay, Gif-sur-Yvette) et améliorant sensiblement la qualité des images acquises par résonance magnétique (IRM) à très haut champ (7T et plus). Retour sur une success-story à porter au crédit de NEUROSPIN / imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T, plateau opérant un équipement unique sur Paris-Saclay et rare en France (un IRM Magnetom 7T, Siemens Healthineers) par la valeur nominale de son champ magnétique mais aussi sa configuration actuelle*.

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est l’examen de référence pour détecter des pathologies cérébrales et sert régulièrement dans le diagnostic d’autres pathologies (neuromusculaires, abdomino-pelviennes…). L’arrivée récente sur le marché d’appareils à très haut champ (7 Tesla, contre 3 Tesla dans la plupart des services de radiologie hospitaliers privés comme publiques) suscite un grand intérêt en recherche clinique. En effet, l’augmentation du champ augmente le rapport signal-sur-bruit des images, ce qui se traduit, moyennant des adaptations de séquences d’acquisition, par une augmentation de la résolution spatiale, porteuse d’informations supplémentaires pour déceler des signes révélateurs de maladies…. Néanmoins ce bénéfice est contrebalancé par des contraintes techniques nouvelles et l’apparition d’artéfacts spécifiques liés à ces hauts champs. Pour capter la résonance des protons de l’eau dans le corps humain, la fréquence de l’onde radiofréquence (RF) transmise doit augmenter avec le champ principal. Quand la longueur d’onde (lambda ~ 12 cm à 7T) devient inférieure à la taille des organes observés, le champ RF transmis n’est plus homogène, et l'excitation des spins paramétré par l'angle de bascule de l’aimantation n’est plus uniforme, si bien que le signal ou le contraste peuvent être perdus à certains endroits de l'image (cf illustration, images du haut, zones pointées par les flèches rouges).

La technologie « kT-points® », brevetée il y a 10 ans ** par Alexis Amadon (NeuroSpin / Baobab) et son doctorant (Martijn Cloos), introduit de petites impulsions de gradients du champ principal intercalées entre de courtes impulsions RF de sorte qu'à l'issue de leur séquence, l’excitation est uniforme dans tout le volume d'intérêt. Ceci permet d'homogénéiser le signal et le contraste dans l'organe observé, comme démontré sur les images de cerveau à 7T ci-dessus (cf illustration, images du bas, zones pointées par les flèches vertes).

Le transfert de cette technologie à Siemens Healthineers – actuellement le seul constructeur autorisé en Europe et aux Etats-Unis (marquage CE et agrément de la FDA - Food and Drug Administration) à commercialiser des IRM 7T – lui permettra d’inclure les méthodologies et procédés développés par le CEA / Neurospin à la palette de séquences d’acquisition qu’il propose déjà sur ses imageurs, renforçant son positionnement et son leadership industriel d’une part, sans oublier une amélioration du service rendu aux patients.

* l’IRM 7T (Magnetom, Siemens Healthineers) en place sur le plateau technique NEUROSPIN / imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T comporte le système de gradient le plus puissant installé à cette intensité de champ magnétique (Gmax 100mT/m ; slewrate 200T/m/s). Il dispose d’un système de transmission parallèle avec 8 canaux d’émission (1kW/canaux) et permet de faire de l’imagerie de noyaux autres que l’hydrogène (ex : lithium, phosphore, sodium).

** Alexis Amadon et al., Method and apparatus for compensating for B1 inhomogeneity in magnetic resonance imaging by nonselective tailored RF pulses, WO 2011/128847, accordé en Europe, Chine, Corée du Sud, Japon, et Etats-Unis.

Contact : Alexis Amadon (alexis.amadon@cea.fr) et Alexandre Vignaud (alexandre.vignaud@cea.fr)

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NEUROSPIN / Imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T : Technologie : Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) à ultra haut champ 7 Tesla. Recherche fondamentale et appliquée sur le cerveau chez l’homme Offre : Gestion de protocoles de recherche biomédicale d’imagerie, recrutement de volontaires sains, acquisition de données d'imagerie in vivo de cerveau chez l’homme ou in vitro de pièces anatomiques, développement et mises en place de séquences IRM (IRM anatomique, IRM de diffusion, spectroscopie RMN, IRM fonctionnelle) analyse et traitement de données d'imagerie.

A propos de NeuroSpin. Neurospin est une infrastructure de recherche sur le cerveau exploitant des grands instruments d'imagerie. NeuroSpin offre à la communauté scientifique publique et privée la possibilité de faire progresser la connaissance du cerveau, et particulièrement du cerveau humain, en proposant un accès à des méthodologies de pointes en imagerie cérébrale et en neuro-informatique. NeuroSpin développe et met à la disposition de la communauté des instruments uniques, notamment en imagerie très haut champs et dans le domaine des big data. Cette offre s'inscrit dans le cadre des missions spécifiques de NeuroSpin qui sont : i) analyser les fonctions du cerveau humain, leur développement dans l'enfance, et l'impact de la culture et de l'éducation ; ii) identifier les marqueurs et les mécanismes de maladies neurologiques, psychiatriques et neurodéveloppementales ; iii) comparer le cerveau humain et celui d'autres espèces animales ; développer et tester des méthodes d'imagerie à toutes les échelles d'observation : par résonance magnétique (IRM), par électro- et magnéto-encéphalographie (EEG et MEG), et par électrophysiologie massivement parallèle ou l'imagerie photonique et v) développer des logiciels spécialisés dans le traitement et la modélisation des grands jeux de données en neuroimagerie.

A propos de Joliot : L’Institut des sciences du vivant Frédéric Joliot (CEA-Joliot) étudie les mécanismes du vivant pour, à la fois, produire des connaissances et répondre à des enjeux sociétaux au cœur de la stratégie du CEA : la santé et la médecine du futur, le numérique et la transition énergétique. Les travaux, fondamentaux ou appliqués, reposent sur des développements méthodologiques et technologiques. Ces derniers sont conduits sur des plateformes techniques de premier plan, pour la plupart labélisées IBiSA ou intégrées dans des infrastructures nationales en biologie et santé (INBS) : France Life Imaging (imagerie biomédicale), FRISBI (biologie structurale intégrée), MétaboHUB (métabolomique) et NeurATRIS (recherche translationnelle en neurosciences). Les collaborateurs du CEA-Joliot sont pour moitié impliqués dans des unités mixtes de recherche (UMR), en partenariat avec les autres organismes de recherche français (CNRS, Inrae, Inria, Inserm) et les universités, en particulier l’Université Paris-Saclay. Le CEA-Joliot est implanté principalement sur le centre CEA-Paris-Saclay. Des équipes travaillent également à Orsay, Marcoule, Caen, Nice et Bordeaux.

La Plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaire (PIM) fait partie intégrante de l’Institut de Biologie intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette) et propose l’accès à différents appareils de microcalorimétrie dont deux appareils de dernière génération : l’auto MicroCal PEAQ-DSC® (Differential Scanning Calorimeter, Malvern Panalytical) dédié aux mesures de stabilité thermique des protéines seules ou en complexe avec un ligand et le MicroCal PEAQ ITC® (Isothermal Titration Calorimeter, Malvern Panalytical) dédié aux mesures d’interactions macromoléculaires.

Exemple choisi d’application de ces technologies et expertises ! Pseudomonas aeruginosa est une bactérie pathogène responsable de très nombreuses infections chez l’homme. Le fer est indispensable à la survie de cette bactérie qui possède plusieurs systèmes de transport de ce métal, l’un d’eux impliquant la protéine FpvC. La compréhension des mécanismes de transport chez P. aeruginosa est cruciale pour la recherche de nouveaux antibiotiques. Dans une étude récente menée en collaboration avec l’équipe de Solange Moréra (I2BC), l’auto PEAQ DSC nous a permis de montrer que la protéine FpvC avait une affinité pour le fer mais également pour d’autres ions métalliques (voir Figure). L’augmentation de la stabilité thermique des complexes protéine/ligand (déplacement du pic vers de plus hautes températures) nous renseigne sur la force de l’interaction. Par la suite, des mesures par ITC, nous ont permis de quantifier ces interactions en déterminant les stœchiométries et les constantes de dissociation. L’ensemble de ces travaux a permis de décrire et de caractériser un nouveau mode de fixation du fer chez ce transporteur. En savoir plus ? Vigouroux A et al, FEBS J. 2019.

Au moyen de nombreuses technologies (Microcalorimétrie, SEC MALS, Ultracentrifugeuse analytique, Microscale Thermophoresis, Thermal Shift Assay, SwitchSense), PIM se consacre à l'étude de la stabilité des protéines et à la caractérisation des interactions macromoléculaires. Elle offre une variété de possibilités aux utilisateurs / clients sous forme d'accès libre, de services ou de collaborations. N’hésitez pas à nous contacter !

Contact : Magali Aumont-Nicaise (magali.aumont-nicaise@i2bc.paris-saclay.fr); Michel Desmadril (Michel.Desmadril@i2bc.paris-saclay.fr) ; Stéphanie Marsin (Stephanie.Maesin@i2bc.paris-saclay.fr)

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La Plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaire (PIM) de l'I2BC offre un large éventail d'équipements et d'expertises en biochimie et biophysique pour réaliser des mesures de contrôles qualités ainsi que des analyses fonctionnelles d'échantillons de protéines : microcalorimétrie, ultracentrifugation analytique (UCA), MST, SEC-MALS, SPR, Switch Sense. Les prestations offertes par la plateforme concernent : 1) La caractérisation biophysique de protéines ou de complexes biologiques (SEC-MALS, UCA), 2) L’analyse d’interactions biologiques (ITC, SwitchSense, MST), 3) L’analyse de la stabilité des macromolécules et des complexes biologiques, dont aide à la formulation (DSC, DSF, Tycho). Les appareils sont mis à disposition de l’ensemble des laboratoires de l’Université Paris-Saclay, des autres laboratoires académiques ainsi qu’aux industriels. Cette plateforme fait partie du pôle des plateformes de Biologie Structurale de l’I2BC qui comprend : i) les plateformes de Cristallisation, RMN, CryoEM, Mesures d'Interactions Macromoléculaires, et ii) les plateaux techniques d'expression de protéines solubles ou membranaires en levures, expression des protéines en cellules d'insectes et bioinformatique structurale.

La plateforme Anaxem de l’Institut Micalis (INRAE, Jouy-en-Josas) propose, à la communauté scientifique académique comme industrielle de Paris-Saclay, des animaux axéniques (dépourvus de microbiote ou à microbiote contrôlé) et les équipements nécessaires pour étudier le dialogue entre les microbiotes commensaux et leur hôte.

Exemple choisi d’une collaboration récente avec l’équipe dirigée par le Dr. Olivier Lantz, de l’Unité INSERM U932 – Immunité et Cancer à l’Institut Curie, sur le dialogue entre le microbiote intestinal et le système immunitaire, ou comment le microbiote intestinal contrôle le développement d’une population de lymphocytes T, les cellules MAIT (Mucosal-associated invariant T cells), sur leur lieu de production, le thymus. Si l’on sait que le microbiote intestinal (MI) est nécessaire à la maturation et au fonctionnement du système immunitaire (SI), les mécanismes sous-jacents sont encore loin d’être complètement élucidés. Pour étudier le rôle du MI dans le développement des cellules MAIT, des souris axéniques ont été hébergées en compagnie de souris SPF (Specific Pathogen Free), et leur thymus analysé sur une période donnée. Résultats ? La population de cellules MAIT a augmenté dans le thymus des souris initialement axéniques au fur et à mesure de leur colonisation microbienne, pour atteindre en 2 semaines un nombre comparable à celui du thymus des souris SPF. La suite a montré que ce développement dépend d’un intermédiaire métabolique, le 5-OP-RU (5-(2-oxopropylideneamino)-6-D-ribitylaminouracil), produit par certaines bactéries intestinales lors de la synthèse de riboflavine (vitamine B2). Des souris axéniques ont été colonisées avec des souches d’Escherichia coli génétiquement manipulées sur cette voie de synthèse. Les cellules MAIT se sont développées dans le thymus des souris colonisées avec la souche ΔRibE (délétion génétique en aval de la production de 5-OP-RU), mais pas dans celui des souris colonisées avec la souche ΔRibD (délétion en amont). Chez ces dernières, une injection de 5-OP-RU permettait d’obtenir un résultat identique à celui des souris "ΔRibE". Ces travaux enrichissent la compréhension du dialogue entre le MI et le système immunitaire. Plus généralement, ils illustrent les capacités du MI à influencer, via la production de métabolites circulants, le fonctionnement d’organes situés à distance du tube digestif. En savoir plus ? Legoux et al, Science 2019.

MICALIS / Animalerie axénique (Anaxem). L'installation expérimentale Anaxem est une animalerie de rongeurs et oiseaux sans microbiote (axéniques) ou à microbiote contrôlé, maintenus en isolateurs. Elle propose aux équipes de recherche de l'Institut Micalis, d'INRAE et d'autres organismes (académiques et privés), les animaux, les infrastructures et l'assistance technique pour mener des protocoles expérimentaux dédiés à l'étude du dialogue entre les microbiotes commensaux et leur hôte.

Contact : Sylvie rabot (sylvie.rabot@inrae.fr)

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A propos de l’Institut Micalis. Micalis est une unité mixte de recherche (UMR) associant l’INRA et AgroParisTech et faisant partie de l’Université Paris-Saclay (UPSaclay). Sa mission est le développement de recherches novatrices dans le champ de la « Microbiologie de l’Alimentation au service de la Santé ».

ICP / SpICy (Spectro-Imagerie et Cytométrie) est une plateforme hébergée à l’Institut de Chimie Physique (ICP) de l’Université Paris-Saclay (Campus Orsay, bat. 350) et opérant un ensemble d’équipements (microscopes, cytomètre) permettant diverses études de spectro-analyses et de spectro-imageries cellulaires en fluorescence UV-visible. Ci-dessous, deux exemples choisis de réalisations récentes sur cette plateforme unique !

L'ombre des nanos… Les nanoparticules ont une forte capacité d'interagir avec des cellules vivantes, voire d'entrer dans les cellules. Cette capacité peut être exploitée afin de véhiculer des molécules à visée thérapeutique ou diagnostique, bien que les mécanismes de ces interactions molécule-cellule ne soient que partiellement compris. L'entrée de particules dans des cellules vivantes peut être étudiée à l'aide de particules marquées avec un fluorochrome. Cependant, la modification chimique de ces nanoparticules risque d'altérer les propriétés de surface de ces particules et potentiellement leur interaction avec les cellules et leur destination intracellulaire. Récemment, des chercheurs de l'ICP, sur la base du cytomètre en place sur SpiCy, ont développé une méthode pour quantifier l'entrée de nanoparticules non-modifiées dans des cellules par cytométrie en flux : elle se base sur la diffusion de lumière à angle droit (side scatter, SSC) – le reflet de la granulosité des cellules - avec des valeurs augmentées en présence de nanoparticules (cf illustration gauche). Dans ce cas, c’est la modularité du cytomètre Partec, et notamment le fait de pouvoir changer les chemins optiques de l'équipement afin de mesurer le SSC avec un laser à 635 nm au lieu d'un laser habituel de 488 nm (s’affranchissant ainsi de l’absorption des nanoparticules utilisées) qui a été déterminant !

Regard sur les protéines flexibles… Un grand nombre de protéines sont constituées de domaines ayant une structure stable mais liés entre eux par des régions intrinsèquement flexibles. Ces protéines adoptent de multiples conformations et sont très difficiles à caractériser avec des approches comme la diffraction des RX, la RMN ou la CryoEM. Récemment, des chercheurs de l'ICP ont combiné des approches de microscopie FRET-FLIM et FCCS dans des cellules vivantes pour l’étude structurale et quantitative de complexes composés de protéines multi-domaines. La NADPH oxydase des cellules immunitaires produit des formes réactives de l'oxygène pour détruire des microorganismes. Cet enzyme est composé de 2 sous-unités membranaires, de la protéine Rac et de trois sous-unités cytosoliques, p40phox, p47phox et p67phox. Ces 3 dernières forment un complexe avant activation. Un marquage de ces 3 protéines par des protéines fluorescentes a permis de les suivre dans des cellules vivantes par microscopie et d’étudier leurs interactions. Les mesures de FRET-FLIM réalisée avec BIFLUOR – équipement en place sur SpiCy – ont relevé des informations critiques sur les distances entre les N- et C-termini de ces protéines. Utilisant ces résultats ainsi que toutes les données structurales disponibles (RX, RMN et SAXS pour domaines structurés de p47phox et p67phox), un nouveau modèle tridimensionnel de l’ensemble du complexe cytosolique a été développé. Ce modèle présente un complexe allongé formé de deux parties séparées par une charnière flexible (cf illustration droite). En savoir plus ? Ziegler et al, J Biol Chem 2019.

Contacts : Elodie Hudik (elodie.hudik@universite-paris-saclay.fr) & Oliver Nüsse (oliver.nusse@universite-paris-saclay.fr)

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ICP / SpICy. La plateforme SpICy réunit un ensemble de microscopes et un cytomètre multi laser permettant diverses études de spectro-analyses et spectro-imageries cellulaires, en fluorescence UV-visible. Certains de ces appareils fonctionnent en mode service, les autres sont en accès collaboratif ou à la demande. Le cytomètre en flux permet l’analyse à haut débit des propriétés spectrales et morphologiques de cellules individuelles de 0,5 à 100 µm environ. Il permet une caractérisation multiparamétrique des propriétés de fluorescence de populations cellulaires (4 lasers, 8 paramètres). BIFLUOR est un microscope confocal à balayage équipé pour l’imagerie des déclins de fluorescence (FLIM-TCSPC), combinée à des images d’intensité par caméra et à un spectromètre fibré pour l’analyse des spectres d’émission. Il est utilisé notamment pour des applications d’imagerie FRET en cellule vivante. La plateforme SpICy intègre également deux microscopes plein champ à fluorescence permettant des analyses multicouleurs (Flora) et des analyses des spectres d’excitation (Mona). Ces microscopes sont équipés pour la vidéo microscopie à température ambiante ou à 37°C. Le laboratoire dispose de l’ensemble des infrastructures nécessaires à la manipulation de cellules procaryotes et de mammifères (laboratoire de culture de niveau L2 et autoclave notamment). Le personnel de l’Institut de Chimie Physique aide à la mise en place de protocoles et d’analyses sur ces instruments.

La bioproduction de composés d’intérêt par fermentation est une des applications majeures de la biologie de synthèse. Genopole fait figure de pionnier en France et dans cette discipline, représente le plus important groupement de scientifiques et industriels sur un même site géographique (Évry-Courcouronnes). La création de la nouvelle plateforme de bioproduction en fermenteurs entretient cette dynamique et offre les conditions propices au développement de nouveaux projets sur le biocluster Genopole et plus largement en Ile-de-France. Financée par Genopole et localisée au sein de la Pépinière Genopole Entreprises CCI Essonne, cette nouvelle plateforme est gérée par la société Abolis Biotechnologies, qui apporte le savoir-faire et l’expertise des responsables de projets fermentation aux scientifiques qui souhaiteront accéder aux équipements.

Une plateforme de bioproduction ? Pour quels projets ? Deux exemples choisis : le dernier projet en date, toujours en cours, est à destination d’un grand groupe industriel international fournisseur d’ingrédients dans le domaine alimentaire. Tous les développements à l’échelle laboratoire se feront sur la plateforme, l’industrialisation du procédé quant à lui (à partir du scale-up), se fera chez le client. Un précédent projet, achevé à ce jour, a consisté à évaluer pour un laboratoire pharmaceutique le potentiel de la fermentation comme nouvel axe stratégique de la production de son principe actif majeur. Dans ce cadre, la plateforme a été utilisée pour valider la faisabilité de cette approche et permettre un transfert de technologie.

Que vous soyez une start-up, une PME, un laboratoire public ou privé ou bien même un grand groupe industriel, vous aussi, venez mettre en œuvre et réussir vos projets de fermentation. Quelles que soient vos compétences et expériences en la matière, vous bénéficierez d’un accompagnement adapté par des personnes expérimentées en fermentation. Ainsi vous rejoindrez la communauté de clients et/ou d’utilisateurs satisfaits qui ont mis en œuvre, tout ou partie de leur projet de fermentation.

FLASH NEWS : La plateforme de bioproduction en fermenteurs s’est tout dernièrement enrichie de 4 mini-fermenteurs de dernière génération, de volume utile jusqu’à un litre et pilotables en parallèle ! Ils complètent les équipements de la plateforme, déjà forte de deux fermenteurs : un de 2 L ou 5 L et un autre de 20 L (pilote industriel).

La plateforme de bioproduction en fermenteurs offre des équipements et l'expertise associée pour la bioproduction en fermenteurs de composés d'intérêt (médicaments, biocarburants, biomatériaux, etc.) par des levures ou des bactéries en conditions de culture aérobie ou anaérobie. La gamme de fermenteurs présents sur la plate-forme permet une montée en échelle progressive : les quatre mini-fermenteurs de 350 ml à 1 litre permettent de tester plusieurs conditions de culture en parallèle dans le but d’obtenir un rendement optimal du composé d’intérêt, avant l’échelle intermédiaire de 2 ou 5 litres permettant de s’assurer que les conditions de production sont stables, et enfin une montée en échelle jusqu’au pilote industriel de 20 litres.

A propos de Genopole. Biocluster français dédié à la recherche en génétique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 83 entreprises de biotechnologies, 17 laboratoires de recherche, 26 plateformes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Genopole est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon. 

Contact : Frédéric Austruy (frederic.austruy@abolis.fr)

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MIRCen (Molecular Imaging Center, Institut de Biologie François Jacob, CEA / Fontenay-aux-Roses) rassemble sur près de 8500 m2 des expertises et méthodologies complémentaires dédiées à l’exploration et la validation de concepts, ainsi qu’à l’évaluation préclinique de nouvelles stratégies thérapeutiques géniques, cellulaires ou médicamenteuses, principalement dans le domaine des maladies neurodégénératives. L’une de ses plateformes emblématiques est la plateforme d’imagerie TEP, IRM et optique (MIRCen / Imagerie TEP, IRM et optique), qui pour sa section relative à la Tomographie par Emission de Positons (TEP), est équipée de deux tomographes précliniques et dédiés au petit animal (FOCUS 220) et d’un laboratoire permettant des analyses métaboliques. Le versant clinique de ces recherches est quant à lui pris en charge par une équipe opérationnelle au Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ, Institut des sciences du vivant Frédéric Joliot, CEA / Saclay).

Exemple choisi de recherche translationnelle impliquant la plateforme. La neuroinflammation joue un rôle clef dans l’ensemble des maladies neurologiques et neurodégénératives, comme la maladie de Parkinson et d’Alzheimer. Dans ce cadre, l’intérêt de l’imagerie de la neuroinflammation se trouve dans l’identification précoce et la quantification non-invasive de la cascade neuroinflammatoire, ceci afin de permettre le meilleur diagnostic possible pour le patient et son suivi dans le cadre de stratégies thérapeutiques. L’imagerie TEP repose sur l’identification de biomarqueurs moléculaires et, en ce qui concerne les phénomènes neuroinflammatoires, la cible moléculaire en vogue depuis plusieurs années est la protéine translocatrice 18kDa (TSPO 18kDa). Historiquement, le SHFJ a développé, marqué et évalué - en collaboration avec MIRCen - de nombreux radioligands spécifiques de cette cible dans des modèles animaux (rongeurs), au travers notamment de collaborations académiques internationales (FP7 INMiND) et industrielles, recherches qui ont notamment conduit au [18F]DPA-714, une pyrazolopyrimidine marquée par le fluor-18 (t1/2 : 109,8 minutes). L’utilisation de primates non-humains (PHN) – espèce intermédiaire et souvent obligatoire avant une application chez l’homme de radiotraceurs innovants – est un point fort de MIRCen, et dans ce cadre, a été développé un modèle animal dans lequel la surexpression cérébrale du TSPO est maîtrisée et localisée grâce à une stratégie de vectorisation virale (Van Camp et al, JCBFM 2020). Fort de ce modèle animal, la plateforme MIRCen / Imagerie TEP, IRM et optique a évalué la spécificité et sélectivité du [18F]DPA-714 au niveau cérébral, et les images tomographiques obtenues in vivo ont ensuite été corrélées avec des reconstructions tridimensionnelles du TSPO issues de coupes histologiques (in vitro) de cerveau. Cette étude a aussi permis de compléter (Lavisse et al, J. Neurosci. 2012 ; Peyronneau et al, Drug Metab Dispos 2013 ; Lavisse et al, EJNMMI 2014 ; Saba et al, Eur J Neurosci 2015) et de renforcer le positionnement unique de ce radiotraceur en tant qu’agent d’imagerie de la neuroinflammation, aujourd’hui engagé dans une étude clinique dans le cadre de la maladie de Parkinson (INFLAPARK), et visant à identifier chez le patient à quel stade de la maladie le phénomène inflammatoire apparait et dans quelles régions cérébrales en particulier.

MIRCen / Imagerie TEP, IRM et optique. La plateforme propose des équipements et une expertise en imagerie du système nerveux central par Tomographie par Emission de Positons (TEP), Résonance Magnétique Nucléaire (RMN), et Imagerie Optique (IO). TEP : L'expertise de la plateforme se décline selon les trois axes stratégiques : i) validation de radiotraceurs sur des modèles animaux de maladies humaines, ii) validation de modèles animaux à l'aide de l'imagerie TEP et de radiotraceurs, iii) évaluation de nouvelles thérapies en vue du transfert vers la recherche clinique. La plateforme TEP interagit étroitement avec les plateformes RMN et Histologie pour la reconstruction 3D d'images multimodales (MIRCEN / Traitement d'Images). RMN : Des techniques d’imagerie haute résolution et de spectroscopie multinucléaires (13C et 31P) sont développées et validées: i) séquences RMN optimisées haute résolution du rongeur et du primate (pondérations T1, T2 et T2*), ii) séquences RMN optimisées pour la spectroscopie cérébrale 1H, 13C et 31P du rongeur et du primate, quantification automatisée de spectres à temps d’écho court et iii) imagerie CEST (« chemical exchange saturation transfer ») du glutamate chez le rongeur. L’optimisation de séquences complémentaires peut être réalisée dans le cadre des projets collaboratifs. IO : Les activités habituellement prise en charge sont : i) biodistribution in vivo de macromolécules (aptamères, anticorps, peptides, nanoparticules …), ii) suivi in vivo de la migration, de la différentiation et de l'amplification de cellules, iii) imagerie in vivo de l'expression de gènes.

Contact : Nadia Van Camp (nadja.van-camp@cea.fr)

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A propos de MIRCen. MIRCen - Molecular Imaging Research Center - est une installation de recherche préclinique développée par le CEA et l'INSERM. Cette installation, basée sur le site CEA de Fontenay-aux-Roses, est constituée d'un ensemble de plateformes dédiées au développement et à la validation de modèles animaux pertinents de pathologies humaines. Ces modèles sont utilisés pour le développement et la validation de nouvelles techniques permettant de détecter des déficits à un stade précoce de la maladie. Ils sont également utilisés pour évaluer des thérapies innovantes dans le domaine des maladies neurodégénératives. Ce centre fait partie intégrante de l’Infrastructure Nationale en Biologie et Santé (INBS) Neuratris, infrastructure dédiée aux thérapies innovantes en neurosciences.

Les interactions entre protéines sont des éléments essentiels des systèmes biologiques et leur analyse peut fournir des indications précieuses sur les fonctions des protéines. La plate-forme interactomique de l’IPS2 (SPOmics-Interactome) offre ses services aux équipes de recherche françaises et internationales.

Exemple choisi : Récemment, une collaboration avec l’équipe de Gregory Vert (Signalisation Cellulaire et Ubiquitination, LRSV, Toulouse) nous a permis de développer plusieurs approches à grande échelle pour caractériser la machine d'ubiquitination E2-E3 entraînant la formation de la chaîne d'ubiquitine liée à K63 chez Arabidopsis (Arabidopsis thaliana). L'ubiquitination implique l'action séquentielle de trois classes d'enzymes : les Ub-activating enzymes, les Ub-conjugating enzymes (E2s) et les Ub ligases (E3s). Les activités de ces enzymes aboutissent à la fixation covalente de l'ubiquitine-Ub à un résidu de Lys (K) dans la protéine cible. Les chaînes PolyUb présentent des topologies différentes auxquelles sont associées des fonctions biologiques diverses. La liaison K48 des fragments d'Ub déclenche, par exemple, la dégradation des protéines cibles par le protéasome 26S. On en sait beaucoup moins sur les autres liaisons des chaînes polyUb. Les chaînes Ub liées au K63 n'induisent pas de dégradation dépendante du protéasome. Les rôles de la poly-ubiquitination impliquant le résidu K63 de l'Ub ont été largement étudiés chez la levure et les mammifères, y compris les rôles dans l'endocytose des protéines plasmamembranaires, les réponses aux dommages de l'ADN et, plus marginalement, l’autophagie et la signalisation.

Les approches d’interactomique développées sur la plateforme SPOmics-Interactome ont permis d'identifier de nombreuses protéines qui interagissent avec les E2 UBC35/36 dédiées à la polyubiquitination K63 et leurs variantes E2 apparentées, dont plus d'une douzaine de ligases E3 et leurs cibles présumées. Les cibles de polyubiquitination K63 ont pu fournir une image plus complète des réseaux de polyubiquitine K63. Notre travail commun a permis d’identifier les enzymes conjuguant l'ubiquitine (E2) UBC35/36 comme les principaux moteurs de la formation de la chaîne de polyubiquitine K63 et mis en évidence le rôle majeur de ces protéines dans la croissance et le développement des plantes. En savoir plus ?

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Contact : Dario Monachello (dario.monachello@inrae.fr)

SPOmics-Interactome est la plateforme d’étude des interactions protéine-protéine de l’IPS2. Les technologies qu’elle maitrise sont basée sur la seule méthode permettant la détection de ces interactions à haut débit et in vivo - le système double-hybride chez la levure (Y2H) - aujourd’hui optimisé et automatisé. A ce titre, grâce à l’utilisation de plaques 384 puits et d’un système robotisé d’une part, mais aussi d’un protocole entièrement en milieu liquide, la plateforme est capable de cribler un pool de 50 protéines hybrides (DB- X) contre la banque de protéines hybrides AD-AIM (environ 12000 protéines d’Arabidopsis) en deux mois. Le protocole généralement utilisé est le suivant : Les plasmides portant les ORFs codant pour les protéines d’intérêt fournis par nos collaborateurs dans le vecteur pDEST - DB sont utilisés pour transformer des levures, puis les protéines DB-X hybrides sont testées pour éliminer celles capables d’auto-activation. Les levures exprimant les protéines DB-X hybrides sont alors cultivées individuellement dans des milieux sélectifs, puis combinées en pools de 50 clones et criblées contre la banque AD-AIM. Après identification des protéines candidates, une analyse matricielle en Y2H est effectuée par « déconvolution » des 50 DB-proies et par tests individuels contre les candidats AD-appâts. Une étape finale de séquençage des protéines AD- et DB- permet la validation de l’identité des protéines en interaction. Chaque nouvel ORF criblé est intégré dans la banque AD- permettant une constante implémentation du réseau.

L’immunothérapie est devenue un grand espoir dans la lutte contre le cancer. Un point clé dans cette stratégie anti-tumorale est l’inhibition des points de contrôles immunitaires (tels que CTLA4, PD-1, PD-L1) au moyen d’anticorps afin d’entraver l’immunosuppression provoquée par la tumeur. Récemment, les divers succès des approches thérapeutiques utilisant par exemple l’ipilimumab (anti-CTLA4), le pembrolizumab et le nivolumab (anti-PD-1) ont vivement stimulé cet axe de recherche en oncologie. Dans le cas des thérapies anti-PD-L1, il est bien établi que le niveau d'expression pré-traitement de PD-L1 est prédictif de l’efficacité thérapeutique anti-PD-L1/PD-1.

Au sein du Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ, Institut Joliot, CEA/Saclay, Orsay) et plus particulièrement de l’UMR BioMaps (CEA / CNRS / INSERM / UPSaclay) des chercheurs s’intéressent particulièrement à caractériser la distribution in vivo de cette protéine pour proposer un score prédictif thérapeutique. L’imagerie non invasive par tomographie par émission de positons (TEP) permet de suivre et de quantifier au cours du temps la distribution de l’expression de biomarqueurs tels que PD-L1, non seulement au niveau de la charge tumorale complète mais également au niveau du corps entier. L’utilisation de la TEP pour optimiser la translation et l'application des immunothérapies contre le cancer est aujourd’hui un concept très novateur allant vers une médecine de plus en plus personnalisée. À cet égard, il existe un besoin urgent de développer des stratégies qui mesurent la biologie de la charge tumorale complète d'un patient (tumeur et infiltrat) tout au long du développement tumoral notamment lors des traitements. L’objectif est ainsi de compléter, voire d’aiguiller les données obtenues en immunohistologie sur des biopsies. Notre expertise en immunoTEP - association d’un anticorps avec un radioisotope pour l’imagerie tomographique - permet de répondre à cet objectif. L’immunoTEP permet d’une part de caractériser la pharmacocinétique et la biodistribution d’un anticorps thérapeutique et d’autre part permet de développer des outils entièrement dédiés à l’imagerie pour le suivi de l’évolution de biomarqueurs d’intérêt [en savoir plus ?].

Dans ce cadre, une preuve de concept sur l’utilisation d’un anticorps (IgG) pour imager PD-L1 a été réalisée par la plateforme d’imagerie in vivo microTEP (SHFJ / imagerie préclinique, in vivo, microTEP) au sein de tumeurs présentant différents profils d’expression. Il a notamment été montré sur des modèles précliniques (souris) que l’IgG développée spécifiquement pour l’imagerie de PD-L1 détectait les changements aigus d’expression de PD-L1 induits par la chimiothérapie. Cet anticorps radiomarqué avec du Zirconium 89 (demi-vie de 3,3 jours) reconnait spécifiquement l’épitope extracellulaire PD-L1 murin et humain [Truillet et al, Bioconj. Chem. 2018]. Plusieurs stratégies sont aujourd’hui en cours d’évaluation sur la plateforme afin d’optimiser l’accumulation des ligands radiomarqués dans la tumeur, tout en favorisant leur élimination rapide dans les organes non ciblés. L’objectif est ainsi de proposer des ligands et une méthodologie associée pour un transfert vers la clinique. A ce titre, les chercheurs de BioMaps s’associent avec les plus grands experts locaux dans ce domaine, en interne CEA / JOLIOT (SiMOS ou Service d’ingénierie moléculaire pour la santé) pour l’ingénierie des ligands mais aussi avec l’écosystème clinique de Paris Saclay (Gustave Roussy). A suivre donc !

Le SHFJ compte plusieurs plateformes dédiées à l’imagerie clinique ou préclinique in vivo par TEP, dont SHFJ / imagerie préclinique, in vivo, microTEP, objet du présent FOCUS PLATEFORME.

La plateforme d’imagerie TEP préclinique du SHFJ offre les équipements nécessaires pour préparer les animaux et réaliser de l’imagerie corps entier par tomographie par émission de positons (TEP) ou TEP couplée à la tomodensitométrie (CT) chez le rongeur, au moyen de radiotraceurs extérieurs ou produits sur site. Les services associées (hébergement des animaux, autoradiographie, immunohistochimie) peuvent compléter les prestations.

Vous souhaitez consulter d’autres FOCUS PLATEFORME relatifs au Service Hospitalier Frédéric Joliot ? N’hésitez pas à cliquer sur SHFJ / Radiochimie et SHFJ / Imagerie préclinique et clinique, in vivo, TEP/IRM !

Contact : Alexandra Winkeler (alexandra.winkeler@cea.fr)

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COVID-19 oblige, notre évènement initialement prévu le 28 avril 2020 a été reprogrammé au mardi 17 novembre 2020. Rien d’autre ne change, Genopole et l’Université Paris-Saclay organisent toujours cette deuxième édition de MeetMyPlatform | Sciences de la Vie, en partenariat avec le Crédit Agricole Consumer Finance qui nous accueillera dans ses locaux à Massy.

MeetMyPlatform | Sciences de la Vie #2, sera à nouveau une série de temps forts scientifiques - une plénière, une table ronde industrielle, trois ateliers - des opportunités uniques de découverte et de partage avec plus de 110 plateformes académiques et près de 20 partenaires industriels présents, sans oublier des moments de convivialité et d’échange ... 

Les inscriptions déjà faites restent valables. Et vous ? y serez-vous aussi ?

Cliquer sur le lien ci-dessous pour découvrir le programme complet de cette journée, mais aussi vous inscrire (inscription gratuite mais obligatoire) !

PROGRAMME | INSCRIPTION EN LIGNE

MeetMyPlatform | Sciences de la Vie est une journée de rencontres entre plateformes et entreprises, organisée par Genopole et le Département Sciences de la Vie de l’Université Paris-Saclay. Son objectif est double : rassembler et donner de la visibilité à la communauté des plateformes de l’Université Paris-Saclay et permettre aux acteurs de la recherche mais aussi aux entreprises présentes lors de cet évènement, de les découvrir ou de renforcer des liens déjà existants. Pour mémoire, la première édition de MeetMyPlatform | Sciences de la Vie s’était tenue le 31 janvier 2019 - un jour de neige ! – et avait su rassembler sur le plateau de Saclay près de 300 participants : ingénieurs et techniciens de plateformes, acteurs de la recherche académique mais aussi représentants de grands groupes, de PME/ETI et de Start-up/TPE. Ces derniers ont particulièrement apprécié la convivialité de l’événement et la facilité d’obtention d’informations pertinentes dans leurs domaines d’activités. Les membres des plates-formes ont, quant à eux, apprécié ce mode de communication et de présentation de leurs équipements, expertises et savoir-faire, ainsi que les moments d’échanges privilégiés (ateliers) qui leur étaient consacrés en deuxième partie de journée pour notamment renforcer ou structurer de nouveaux réseaux thématiques au niveau sud-francilien. Rendez-vous le mardi 28 avril 2020 pour une deuxième édition !

Vous souhaitez en savoir plus sur MeetMyPlatfom, cliquer ici pour une présentation en 70 secondes chrono !

MeetMyPlatform | Sciences de la Vie s’inscrit naturellement dans la dynamique continue de mise en visibilité des compétences, expertises et équipements des plates-formes de l’Université Paris-Saclay et ceci notamment via son portail PlugInLabs Université Paris-Saclay.

Comité d’organisation : Frédéric Dollé (frederic.dolle@cea.fr), Marion Le Devedec (marion.ledevedec@universite-paris-saclay.fr), Jessica Pericaud (jessica.pericaud@universite-paris-saclay.fr) et Julien Picot (julien.picot@genopole.fr).

Le contexte. Le soleil, source d’énergie renouvelable la plus abondante, possède le potentiel de remplacer à plus ou moins long terme les énergies fossiles. Son caractère intermittent (alternance jour/nuit) nécessite par contre la capture de son énergie et sa conversion sous une forme chimique, facilement stockable et transportable. A Paris-Saclay, plusieurs communautés se sont regroupées pour travailler activement dans ce domaine des énergies alternatives, et notamment au développement de systèmes de conversion efficaces, robustes et économiquement viables. Ces recherches, multidisciplinaires par nature, s’intègrent aujourd’hui dans des programmes propres à certains organismes, comme la fermeture du cycle de carbone au CEA, mais également dans des programmes mobilisant des scientifiques de tout le territoire Paris-Saclay, citons ceux impliqués dans l’initiative de recherche stratégique (IRS) et objet transverse et interdisciplinaire (OTI) Momentom (MOlecules and Materials for the ENergy of TOMorrow). Un des procédés développés dans le cadre de ces programmes est la photocatalyse, considérée aujourd’hui comme une solution innovante et alternative pour la production d’un « carburant solaire » à partir de ressources abondantes et inépuisables que sont l’eau et le dioxyde de carbone. Aussi appelée « photosynthèse artificielle », cette approche s’inspire des mécanismes de la photosynthèse naturelle, source principale d’oxygène nécessaire à la vie sur terre et à l’origine de nos réserves énergétiques fossiles sous forme de biomasse.

Des recherches innovantes, mais aussi des contributions clés de plateformes … Exemple choisi. Récemment, des équipes de recherche de l’Institut de biologie intégrative de la cellule / Institut des sciences du vivant Frédéric Joliot (I2BC, CNRS/CEA/Université Paris Saclay), de l’Institut de chimie physique (ICP, CNRS/Université Paris Saclay) et de l’Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (ICMMO, CNRS/Université Paris Saclay) viennent de faire un pas décisif dans le domaine de la photosynthèse artificielle : ensemble, elles ont utilisé de nouveaux polymères organiques nanostructurés, molécules complexes qui, en solution et sous l’action de la lumière, ont pu reproduire les fonctions du Photosystème II : oxyder l’eau en oxygène et stocker l’hydrogène produit au sein d’une molécule tierce (ici une quinone réduite en quinol). Ce travail n’aurait pu se faire sans la contribution majeure de la plateforme de spectroscopie IRTF de l’I2BC, ses équipements et les données générées ayant permis de mettre en évidence que les électrons et protons issus de la réaction d’oxydation de l’eau sont dans un premier temps stockés sur le polymère nanostructuré ! En savoir plus ? Voir aussi Patel et al., Chem. Sci. 2020.

La contribution de la plateforme ne s’arrêtera pas là, son expertise est déjà engagée dans la compréhension fine du mode de fonctionnement de ce nanomatériau photocatalytique très prometteur !

Vous avez dit « IRTF », « IRTF différentielle » ? La spectroscopie vibrationnelle infrarouge à transformée de Fourier (IRTF), comparée à la spectroscopie électronique (UV-visible) par exemple, est applicable à toute molécule. Elle délivre une quantité d’information extrêmement riche et permet d’obtenir des empreintes caractéristiques de fonctions chimiques. La technique dite différentielle permet quant à elle de s’affranchir des contributions dominantes et non souhaitées de certains composants du mélange observé (par exemple, le solvant) et de détecter sélectivement des modifications spectrales liées aux perturbations induites par l’opérateur au système (changement pH, changement redox, ou irradiation par de la lumière, voir illustration ci-dessus).

La plateforme de spectroscopie IRTF de l’I2BC est située au Laboratoire des Mécanismes Fondamentaux en Bioénergétique (Institut Joliot, CEA Paris-Saclay). Elle met à disposition des utilisateurs des spectromètres IRTF avancés et elle est équipée pour répondre à la plus grande partie des besoins des analyses IRTF. La plateforme comprend 4 spectromètres avec plusieurs accessoires : cellule à transmission, accessoires ATR, cellule électrochimique, thermostats, cryostats pour expériences à basse température... Elle permet l’étude d’échantillons sous différentes formes (liquide, solide, poudre...). Le laboratoire est aussi spécialisé dans la spectroscopie IRTF différentielle, résolue dans le temps, à basse température, et possède une bonne expertise dans l’étude de réactions biochimiques et photo-induites. La plateforme de spectroscopie IRTF fait partie du pôle des plateformes de Biophysique de l’I2BC qui comprend les plateformes de RPE, FTIR, résonance Raman, spectroscopies électroniques et microscopie de fluorescence à super-résolution.

Contacts : Annamaria Quaranta (Annamaria.QUARANTA@cea.fr), Winfried Leibl (Winfried.LEIBL@cea.fr), Ally Aukauloo (ally.aukauloo@universite-paris-saclay.fr)

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A Gif-sur-Yvette en 1953, le CNRS se dote d’un « moyen de culture expérimentale des plantes à tous les ordres de grandeur et de précisions dans le contrôle des facteurs physiques et chimiques de l’environnement » ; le premier phytotron de France est né ! Avec cet outil de premier rang mondial, des découvertes majeures seront faites sur la vernalisation, le photopériodisme et l’organogénèse végétale. 60 ans plus tard au sein de l’Institut des Sciences Végétales (ISV), dans des proportions plus modestes, le CNRS poursuit son investissement dans la biologie végétale à Gif-sur-Yvette et permet l’installation de phytotrons modernes permettant le contrôle des paramètres du développement végétal que sont la température, l’hygrométrie, la durée, la qualité et l’intensité de la lumière avec les dernières technologies disponibles sur le marché. L’heure est à la génétique et à la compréhension des processus physiologiques des plantes, ainsi que les dialogues moléculaires que peuvent établir certaines plantes avec un pathogène (virus) ou un symbiote (bactérie).

La plateforme d’expérimentation végétale de l’I2BC est composée de 3 espaces indépendants en confinement S2/S3 rénovés en 2013. Ainsi, nous pouvons accueillir des plantes génétiquement transformées et des pathogènes végétaux de classe 2 ou 3. Ces espaces représentent une surface au sol de 1200 m2 et sont gérés selon les règles de la prophylaxie et de la lutte biologique afin d’éviter toute utilisation de pesticides de synthèse. Ces espaces disposent en outre de la supervision climatique permettant de garantir un climat stable et reproductible aux chercheurs avec un système d’alarme à distance pour intervenir en astreinte le cas échéant. L’équipe associée à cette plateforme se compose d’un responsable et d’un agent technique principal pour l’entretien des cultures expérimentales. En partenariat avec le service technique de l’I2BC et l’entreprise de maintenance prestataire de service, ils coordonnent leurs efforts avec l’ensemble des utilisateurs scientifiques concernés (internes à l’I2BC, mais aussi externes : collaborations académiques et privées) pour assurer la qualité nécessaire à ce service de soutien à la recherche en biologie végétale fondamentale et appliquée au sein de l’Université Paris-Saclay. La plateforme est aussi rattachée aux initiatives de formation nationale « Ecole Serristes INRA » et « Réseau National Serristes CNRS » et à l’initiative de la création d’un nouveau réseau sur Paris-Saclay : RéSEPS - pour Réseau SErristes Paris-Saclay - avec pour objectif de maintenir et développer un haut niveau d’entraide et de développement des connaissances et compétences de ce corps de métier utile aux scientifiques dont l’objet d’étude est la plante.

Avec les révolutions génétiques de ces dernières décennies et les nouveaux outils de biologie moléculaire de plus en plus performants, l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) hérite de ce patrimoine technique précieux (serre et chambres de culture) destiné à la poursuite de la compréhension des mécanismes moléculaires qui régissent les génomes, la physiologie végétale et les interactions plantes micro-organismes. Son accès se fait via sa plateforme d’expérimentation végétale. Si l’Université Paris-Saclay a considérablement modifié le paysage scientifique où se trouvait jadis le premier phytotron de France près des rives de la Mérantaise, la recherche en biologie végétale est toujours présente et la serre ou la chambre de culture sont toujours l’outil indispensable à cette recherche. Son existence est de plus en plus rare et maintenue par d’importants et constants investissements de quelques organismes majeurs de la recherche (CNRS, INRAE, CEA, CIRAD). C’est pourquoi la mutualisation de ces outils est primordiale pour assurer leur pérennité et permettre au plus grand nombre l’accès à ce matériel scientifique insolite mais essentiel. In fine, même si les infrastructures d’expérimentations et de productions végétales de l’I2BC ne se distinguent pas par une technologie de rupture, elles ont la capacité d’être modernes et accessibles à tous ceux qui en auraient besoin pour leur recherche et qui en sont privés actuellement. Alors n’hésitez pas à nous contacter pour que vos expériences végétales puissent se réaliser !

Contact : Guillaume Lucas (guillaume.lucas@i2bc.paris-saclay.fr)

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La plateforme MicroScope est développée depuis 2002 par le laboratoire LABGeM du Genoscope (UMR8030 Génomique Métabolique, CEA/CNRS/Université d’Evry Paris-Saclay) et offre à une communauté internationale de microbiologistes des outils bioinformatiques pour l’analyse et l'exploration de génomes procaryotes. Elle est régulièrement enrichie en données et en fonctionnalités nouvelles, et un article récent permet de découvrir les derniers développements de la plateforme (Vallenet D., Calteau A. et al, Nucl. Acids Res. 2020). Outre l’ajout de nouvelles fonctionnalités pour l’annotation de la fonction biologique des gènes et la caractérisation de régions génomiques d’intérêt (e.g. systèmes de sécrétion, clusters de biosynthèse de métabolites secondaires), d’importants efforts ont été réalisés pour faciliter la sélection de génomes, la navigation et l’exploration des données. Les auteurs décrivent aussi deux méthodes originales, nommées PPanGGOLiN et panRGP, qui utilisent une nouvelle représentation des données sous la forme d’un graphe de pangénome pour capturer l’intégralité du contenu génomique de milliers de souches d’une espèce donnée. Ces méthodes permettent de réaliser des comparaisons de génomes à large échelle et de prédire des îlots génomiques qui sont des régions génomiques variables impliquées dans la pathogénie ou dans l’adaptation à des environnements très diversifiés.

MicroScope (Genopole / Genoscope / Plateforme Microscope - Annotation et analyses comparatives de génomes microbiens) est une plate-forme Web dédiée à l'annotation et à l'exploration des fonctions des gènes microbiens grâce à des analyses génomiques comparées, pangénomiques et métaboliques. La plateforme prend en charge l'intégration de génomes et de métagénomes nouvellement assemblés et fournit également des services d'analyse de données de séquençage à haut débit pour la transcriptomique et la recherche de variants. L'interface utilisateur de MicroScope permet un travail collaboratif au sein d'un contexte comparatif riche afin d'améliorer l'effort de curation par la communauté.

MicroScope contient plus de 12 000 génomes microbiens qui sont analysés et expertisés par une large communauté d’utilisateurs (plus de 4800 comptes, dont 65% sont enregistrés à l’étranger). La plateforme MicroScope est membre de l’Institut Français de Bioinformatique et de France Génomique et est labellisée Genopole.

Contact : David Vallenet (vallenet@genoscope.cns.fr)

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A propos de Genopole. Biocluster français dédié à la recherche en génétique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 83 entreprises de biotechnologies, 16 laboratoires de recherche, 25 plates-formes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologie et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Genopole est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon.

IDMIT (Infectious Disease Models and Innovative Therapies) est une infrastructure nationale en biologie et santé (INBS) dédiée aux recherches précliniques sur les maladies infectieuses humaines. Localisée sur le centre CEA de Fontenay-aux-Roses, IDMIT opère près de 6700 m2 de laboratoires de recherche et de plateformes technologiques en confinement de classes 2 et 3, et est aussi partie intégrante de l’Institut de Biologie François Jacob (CEA/DRF).

IDMIT abrite en particulier la plateforme d’imagerie de l’infection et de l’immunité (L3i), dédiée au développement d’approches expérimentales utilisant différentes modalités d’imagerie in vivo : endomicroscopie confocale, microscopie biphotonique et depuis peu, tomographie par émission de positons couplé à la tomodensitométrie (TEP/CT). La plateforme propose aussi de réaliser des analyses ex vivo par différentes techniques d’histologie.

Focus sur ce nouvel équipement hybride TEP/CT. Les équipements couplant tomographie par émission de positons (TEP) et tomodensitométrie (CT) sont aujourd’hui monnaie courante en France, et bien présents dans la quasi-intégralité des services de médecine nucléaire. Plus rares sont les équipements de ce type entièrement dédiés à l’imagerie préclinique, et unique en France, est la configuration retenue par plateforme d’imagerie de l’infection et de l’immunité (L3i) pour opérer son Vereos de chez Philips. Cet équipement est en effet positionné de part et d’autre de deux laboratoires : l’un permettant un confinement de classes 2 et 3 pour la manipulation d’animaux susceptibles d’être infectés par des pathogènes humains, avec notamment le lit de positionnement des sujets (en rouge) ; l’autre, hors zone de confinement biologique, avec le statif du tomographe, permettant un accès facile pour sa maintenance (en bleu). Une salle des consoles, également hors zone de confinement biologique, complète cette installation en permettant le pilotage du tomographe (en mauve). La TEP est régulièrement utilisée dans nos programmes de recherche pour détecter et quantifier les pathogènes ou l'activité métabolique qu'ils génèrent ainsi que la distribution de molécules thérapeutiques, ou de vaccins grâce au couplage de ces molécules ou vecteurs d’intérêt avec des radionucléides émetteurs de positons (carbone 11, fluor 18, gallium 68, cuivre 64 et zirconium 89) ; la partie CT quant à elle permettant une imagerie anatomique. Nos études récentes ont par exemple montré l’intérêt de cette technologie pour caractériser les lésions pulmonaires liées à l’infection avec le SARS Cov2 chez le PNH. En savoir plus ? Maisonnasse et al., Nature 2020.

Contact : Catherine Chapon (catherine.chapon@cea.fr)

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La plateforme d’imagerie de l’infection et de l’immunité (L3i) propose des équipements et expertises en imagerie in vivo et ex vivo pour l'étude des interactions hôte-pathogènes dans des modèles de maladies infectieuses humaines chez le primate non humain. Nos objectifs sont de caractériser la dynamique de transmission et dissémination des pathogènes, de caractériser la dynamique de la réponse immunitaire aux infections et aux traitements et également de suivre la distribution des traitements. Différentes modalités d'imagerie in vivo permettent l'exploration du système immunitaire du corps entier à la cellule sont installées dans des laboratoires de niveau de conifnement biologique 2 et 3 (Tomographie par Emission de Positons couplée à un Tomodensitomètre à Rayons X (TEP-TDM) (Vereos, Philips); un microscope biphotonique (SP8 MP, Leica) adapté au primate, un système d'endomicroscopie confocale (Cellvizio, Maunakea), un système de caméra proche infra rouge (Fluobeam, Fluoptics)). De plus, notre expertise en histologie permet de caractériser au niveau tissulaire les différents marqueurs de l'immunité par immunohistofluorescence et immunohistochimie.

A propos d’IDMIT. IDMIT (Infectious Disease Models and Innovative Therapies) est une infrastructure nationale en biologie et santé (INBS) dédiée aux recherches précliniques sur les maladies infectieuses humaines. Ses fondateurs institutionnels sont le CEA, l’Institut Pasteur, l’INSERM mais aussi l’ANRS (Agence nationale de Recherche sur le SIDA et les Hépatites Virales) et l’Université Paris-Saclay. Localisée sur le centre CEA de Fontenay-aux-Roses, IDMIT offre aujourd’hui à la communauté scientifique nationale et internationale une infrastructure unique en Europe, une expertise scientifique, différents modèles d’infections virales humaines - notamment chez le primate non-humain (PNH) - pour l’étude de l’infection par le VIH, le SARS-Cov2, les virus de la grippe, du chikungunya, de la dengue, de la fièvre jaune, et également par les agents du paludisme, de la coqueluche, et des chlamydioses. Ses objectifs ? i) d’étudier la pathogénèse des maladies infectieuses humaines dans des modèles in vivo, ii) caractériser les réponses immunes innées et adaptatives aux infections, iii) étudier les interactions hôtes-pathogènes et enfin, iv) développer des modèles précliniques pour évaluer l’efficacité de nouvelles stratégies préventives et thérapeutiques, notamment chez le PNH.

Une banque d’ADN et de cellules dédiée aux maladies rares sur le territoire Paris-Saclay ? Mais encore … un FOCUS PLATEFORME fruit d’un échange avec Safaa Saker-Delye, responsable de cette biobanque et Julien Picot, coordinateur des plateformes génopolitaines.

Créée et installée depuis 1990 sur le biocluster Genopole (Évry-Courcouronnes), la banque d'ADN et de cellules gère aujourd’hui une impressionnante collection : 408 000 échantillons (!) provenant de 88900 individus issus de 45055 familles concernées par 472 pathologies différentes dont 70 maladies neuromusculaires ! A ce titre, cette biobanque est l’une des plus importantes banques européennes de maladies génétiques rares. Les cellules et l’ADN stockés, d'une valeur inestimable pour l’AFM-Téléthon, ont déjà permis de localiser 98 gènes impliqués dans des pathologies dont 73 d’entre eux ont été identifiés.

L’extraction d’ADN à proprement dit, est réalisée à partir de tubes de sang total prélevés chez les patients et réceptionnés à la banque. Ces tubes sont ensuite mis dans un extracteur qui utilise des billes magnétiques, puis la pureté de l’ADN extrait est évaluée via à un spectrophotomètre UV-visible DropSense96® (PerkinElmer). Cet équipement, acquis par Genopole, permet l’analyse spectrale spécifique de la concentration de biomolécules de type ADN / ARN et protéines avec une grande sensibilité de détection. La concentration de l'ADN est ensuite standardisée à 200 ng/µL avant son stockage.

Le contrôle de la qualité de l'ADN extrait est aussi une composante essentielle dans l’activité de la biobanque. Pour se faire, cette dernière opère depuis quelques années un LabChip GX Touch® (PerkinElmer), véritable petite révolution quant à ses performances et notamment la rapidité des analyses. Précédemment (< 2014), la biobanque réalisait ses contrôles de qualité via des gels d’agarose sur champ pulsé. Cette technique de référence, performante mais très longue, ne permettait pas de contrôler l'ensemble des ADN extraits avant leur envoi aux différents collaborateurs (actuellement, annuellement 2500 extractions et 4000 envois d'ADN). Le LabChip GX Touch® utilise une puce microfluidique alternative au gel d’agarose. Il permet d’automatiser l’analyse par électrophorèse de l’ADN en passant une plaque 96 puits en moins de 2 heures et la valeur affichée sur le spectre obtenu indique directement la qualité de l’ADN.

Contact : Safaa Saker-Delye (saker@genethon.fr)

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Genopole / Banque d’ADN et de cellules. Depuis sa création en 1990, la banque d'ADN et de cellules est hébergée au sein de Généthon (laboratoire pionnier du biocluster Genopole, Évry-Courcouronnes), et se donne pour but de favoriser les avancées de la recherche en génétique en mettant à la disposition de la communauté scientifique des services de haute qualité d'une banque de cellules et de produits humains. Son objectif est de mettre en banque la mémoire des maladies génétiques et principalement des maladies neuromusculaires, et de donner aux équipes de chercheurs, toutes pathologies confondues, le matériel humain nécessaire à leurs travaux. La Banque d'ADN et de Cellules, labellisée Genopole, fonctionne comme un service à la disposition de l'ensemble de la communauté médicale et scientifique française et internationale. Une charte régit les rapports entre la plateforme et les personnes utilisant ses services et ce, dans le respect à la fois des principes éthiques présidant au recueil des produits humains, des dispositions législatives et réglementaires gouvernant l'activité de prélèvement, de traitement et de stockage desdits produits et des informations qui y sont associées. Financée par l’AFM-Téléthon, Généthon et Genopole, la banque d’ADN et de cellules est une plateforme nationale labellisée IBiSA et certifiée Afnor NFS 96-900 qui réalise des prestations de service en extraction et contrôle qualité de l’ADN, en culture de cellules et en stockage sécurisé. Par conséquent, ses principales activités sont i) la collecte du matériel biologique de familles atteintes de maladies génétiques ainsi que les données d'identification nécessaires au suivi des prélèvements, en garantissant l’anonymat des patients ; ii) le traitement des prélèvements pour les rendre disponibles à la communauté scientifique (extraire l'ADN, isoler le sérum et le plasma ; isoler des lymphocytes et établir des lignées lymphoblastoïdes B ; établir des cultures primaires de myoblastes et fibroblastes) ; iii) le stockage des échantillons pour les recherches à venir et rendre pérenne leur conservation dans les meilleures conditions ; et iv) la distribution des échantillons nécessaires pour les recherches en cours en respectant les principes et lois de bioéthique.

A propos de Genopole. Biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 83 entreprises de biotechnologies, 17 laboratoires de recherche, 26 plateformes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Evry, Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Situé à Évry-Courcouronnes, Genopole, dirigé par Gilles Lasserre, est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon.

Pour obtenir plus de renseignements sur les plateformes labélisées par le Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, vous pouvez aussi contacter Julien Picot :  Julien.Picot@genopole.fr

Depuis 2010, la plateforme d'interactions moléculaires (INTERMOL) fait partie de l’UMS IPSIT (INSERM/CNRS/UPSaclay, Faculté de Pharmacie, Châtenay-Malabry) et offre régulièrement ses services aux équipes de recherche académiques du territoire Paris-Saclay – et notamment celles impliquées dans l'innovation thérapeutique – en proposant son expertise technique et scientifique. La plateforme assure régulièrement des prestations pour des partenaires académiques extérieurs ou privés, et est membre du Réseau européen ARBRE - Association of Ressources for Biophysical Research in Europe. INTERMOL dispose tout particulièrement d’un Biacore® T100 (Cytiva) et maitrise la technologie de résonance plasmonique de surface (SPR), équipement et méthodologie permettant de caractériser finement l'affinité d'interaction entre 2 partenaires (KD) mais aussi d'en évaluer les constantes cinétiques et ainsi mieux comprendre le mécanisme d'interaction. La haute sensibilité de cet équipement permet aussi de travailler avec des molécules de très faible poids moléculaire (300 Da), ce qui concerne de nombreux candidats médicaments.

Exemple choisi de développement, dans le cadre d’une collaboration avec l'Institut Galien Paris-Saclay (UMR CNRS 8612): L'Institut Galien Paris-Saclay (UMR CNRS 8612) a notamment pour mission de concevoir, de préparer et de caractériser des nanomédicaments capables d'optimiser l'activité pharmacologique des substances actives, en les protégeant par encapsulation lorsqu'elles sont fragiles, en améliorant leur passage à travers les barrières biologiques et en ciblant leur site d'action afin de diminuer les effets indésirables. Dans ce cadre, les interactions moléculaires jouent un rôle central et la caractérisation de ces interactions entre formulations innovantes et cible thérapeutique est essentielle. Lors de la conception de lipoplexes fonctionnalisés avec des fragments d'acide hyaluronique, destinés à cibler les récepteurs CD44 présents sur de nombreuses cellules tumorales, INTERMOL a mis au point une méthode SPR spécifique adaptée aux contraintes particulières des structures supramoléculaires (interactions multivalentes, phénomène de transfert de masse, avidité). Cette méthodologie a permis une caractérisation précise de l'interaction moléculaires entre les lipoplexes et le récepteur CD44 (voir figure ci-dessus). Les outils de microcalorimétrie également disponibles sur INTERMOL ont en outre permis de caractériser l'encapsulation d'ARN interférents (siRNA) dans ces lipoplexes dans une perspective de thérapie génique anticancéreuse. En savoir plus ? Nascimento et al., Langmuir 2015.

D’autres projets comme la mise au point de fragments d'anticorps thérapeutiques (Fogaça et al., Nanomedicine 2019) ou la sélection de protéines recombinantes (Vidic et al., Biochemistry 2016) ont également été conduits par la plateforme grâce à la technique SPR, permettant de caractériser leur affinité pour leur cible thérapeutique et optimiser leur séquence.

Contact : Magali Noiray (magali.noiray@universite-paris-saclay.fr)

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IPSIT / plateforme interactions moléculaires (INTERMOL). Les interactions moléculaires jouent un rôle central dans le monde vivant, qu’il s’agisse d’interactions entre des protéines, des glycoprotéines, des lipoprotéines ou encore entre des molécules d’ADN ou d’ARN. Dans le domaine pharmaceutique, la connaissance des interactions entre ces macromolécules et des molécules d’intérêt pharmaceutique, généralement de plus petite taille est essentielle pour concevoir de nouveaux médicaments. L’objectif de la plateforme "Interactions Moléculaires" est de proposer des techniques d’études complémentaires adaptées à l’étude fine de ces interactions. A l’heure actuelle, la plateforme se compose d’un équipement de résonance plasmonique de surface (SPR) de type Biacore T100 (GE Healthcare). Des techniques complémentaires telles que la titration calorimétrique iso-thermique (ITC), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), une microbalance à quartz (QCM) ou encore de la microscopie à fluorescence sont également disponibles sur le site de la Faculté de Pharmacie de Châtenay-Malabry. En partenariat avec la plateforme Transcriptomique TRANS-PROT de l'IPSIT, une nouvelle activité se développe: la plateforme propose d'étudier la stabilité des protéines, partenaires d'interactions, et de mettre en évidence leurs interactions avec des ligands. L'appareil de SPR est ouvert à l'ensemble des laboratoires de la Faculté de Pharmacie, Université Paris Saclay, des autres laboratoires académiques ainsi que les industriels.

Le trouble bipolaire est un trouble de l'humeur affectant 1% de la population adulte. Il se caractérise par l’apparition régulière et cyclique de différentes phases émotionnelles incluant une phase de dépression, une phase maniaque et des phases mixtes. Depuis plus de 70 ans, les sels de lithium sont le traitement de référence du trouble bipolaire. Bien que de nombreuses études aient suggéré son effet neurotrophique et neuroprotecteur sur le cerveau des patients bipolaires, les mécanismes d’action du lithium restent inexpliqués à ce jour. Sa biodistribution et pharmacocinétique / dynamique dans le cerveau est une autre inconnue mais de premières informations pointent le nez !

Récemment, une étude conduite par une équipe pluridisciplinaire de physiciens, psychiatres et bioinformaticiens de Neurospin (Institut Joliot, CEA, Centre de Saclay, Gif-sur-Yvette), en collaboration avec des chercheurs de l’AP-HP (Hôpitaux Universitaires St Louis-Lariboisière-Fernand Widal), révèle pour la première fois et par imagerie par résonance magnétique (IRM) du Lithium-7 (7Li) à 7 Tesla, une accumulation de lithium dans l’hippocampe gauche de patients atteints de trouble bipolaire et traités avec ce cation. Cette étude a été menée en partie sur le plateau technique NEUROSPIN / imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T, plateau opérant un équipement unique sur Paris-Saclay et rare en France (Magnetom 7T, Siemens Healthineers). A noter également que cet IRM dans sa configuration actuelle, comporte le système de gradient le plus puissant installé à cette intensité de champ magnétique (Gmax 100mT/m ; slew rate 200T/m/s) et dispose d’un système de transmission parallèle avec 8 canaux d’émission (1kW/canaux).

Les images obtenues, uniques au monde à cette résolution, confirment l’hétérogénéité de la distribution du lithium dans le cerveau et indiquent clairement que l'hippocampe gauche présente systématiquement des concentrations supérieures à la moyenne à travers notre cohorte. Ces résultats sont particulièrement intéressants compte tenu du rôle central de l’hippocampe dans le contrôle des émotions et de son atrophie observée chez certains patients bipolaires non traités.

Afin de mieux comprendre la réponse thérapeutique à ce médicament, ces travaux seront tout prochainement étendus aux patients bipolaires nouvellement traités au lithium afin d’exploiter, entre autres, l’IRM du 7Li à haut champ comme marqueur prédictif de la bonne ou mauvaise réponse au traitement (projet européen R-LiNK).

En savoir plus ? Stout et al., Biol. Psychiatry 2020.

Contact : Fawzi Boumezbeur (fawzi.boumezbeur@cea.fr) et Alexandre Vignaud (alexandre.vignaud@cea.fr)

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NEUROSPIN / Imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T : Technologie : Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) à ultra haut champ 7 Tesla. Recherche fondamentale et appliquée sur le cerveau chez l’homme Offre : Gestion de protocoles de recherche biomédicale d’imagerie, recrutement de volontaires sains, acquisition de données d'imagerie in vivo de cerveau chez l’homme ou in vitro de pièces anatomiques, développement et mises en place de séquences IRM (IRM anatomique, IRM de diffusion, spectroscopie RMN, IRM fonctionnelle) analyse et traitement de données d'imagerie

A propos de NeuroSpin. Neurospin est une infrastructure de recherche sur le cerveau exploitant des grands instruments d'imagerie. NeuroSpin offre à la communauté scientifique publique et privée la possibilité de faire progresser la connaissance du cerveau, et particulièrement du cerveau humain, en proposant un accès à des méthodologies de pointes en imagerie cérébrale et en neuro-informatique. NeuroSpin développe et met à la disposition de la communauté des instruments uniques, notamment en imagerie très haut champs et dans le domaine des big data. Cette offre s'inscrit dans le cadre des missions spécifiques de NeuroSpin qui sont : i) analyser les fonctions du cerveau humain, leur développement dans l'enfance, et l'impact de la culture et de l'éducation ; ii) identifier les marqueurs et les mécanismes de maladies neurologiques, psychiatriques et neurodéveloppementales ; iii) comparer le cerveau humain et celui d'autres espèces animales ; développer et tester des méthodes d'imagerie à toutes les échelles d'observation : par résonance magnétique (IRM), par électro- et magnéto-encéphalographie (EEG et MEG), et par électrophysiologie massivement parallèle ou l'imagerie photonique et v) développer des logiciels spécialisés dans le traitement et la modélisation des grands jeux de données en neuroimagerie.

La réplication des génomes permet d’assurer la transmission fidèle de l’information génétique. Elle implique une orchestration fine des processus de réplication et de transcription des gènes pour éviter que des collisions entre machineries de réplication et de transcription ne provoquent des réarrangements chromosomiques, à l’origine de nombreux cancers et maladies génétiques. Récemment, une équipe du Centre de Recherche en Cancérologie de Marseille (CRCM, Inserm, CNRS, Aix-Marseille Université) a révélé que deux protéines, SLX4 et RTEL1, communiquaient entre elles pour éviter les conflits entre réplication et transcription, bien qu’aucun mécanisme moléculaire ne permette de comprendre leur mode d’action…

Exemple choisi d’une collaboration fructueuse entre cette équipe marseillaise et le plateau technique de bioinformatique structurale (Institut de Biologie intégrative de la Cellule / Institut Joliot, CEA / Saclay, Gif-sur-Yvette), contacté pour aider à comprendre l’origine moléculaire de cette régulation stratégique ! Forte de son expertise, la plateforme a pris en charge l’analyse des séquences des deux protéines SLX4 et RTEL1, leur évolution dans différentes espèces de vertébrés et la prédiction de leur structure tridimensionnelle pour prédire leur mode d’assemblage. Un modèle structural 3D du complexe a ensuite été proposé et a permis de guider les expériences de mutagenèse et de biologie cellulaire qui ont, en retour, validé le modèle (Takedashi et al, Nat. Struct. Mol. Biol. 2020). De façon remarquable, des mutations de la protéine SLX4 retrouvées dans les cellules métastatiques de patients atteints de différents cancers, affectent l’interface du complexe formé par les deux protéines. De plus, le modèle 3D permet d’interpréter l’effet de mutations dans la protéine RTEL1 à l’origine du syndrome de Hoyeraal Hreidarsson, une pathologie rare apparentée aux maladies du vieillissement prématuré.

Cette étude illustre l’intérêt des méthodes prédictives développées par la plateforme pour la modélisation des interactions protéine-protéine (Quignot et al, Nucl. Acids Res. 2018) dont les performances ont été soulignées à l’occasion du concours international de prédiction de structure 3D des interactions, CAPRI (équipe classée première en 2016 et 2019 (Lensink et al, Proteins 2020)).

Contacts : Jessica Andreani (jessica.andreani@i2bc.paris-saclay.fr) & Raphaël Guerois (raphael.guerois@i2bc.paris-saclay.fr)

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Ensemble, deux plateformes de l’Institut des Sciences du Vivant Frédéric Joliot (CEA, Centre de Saclay) –  la plateforme de marquage isotopique (DMTS/SCBM, Saclay) et la plateforme de radiochimie (SHFJ/BIOMAPS, Orsay) – « unissent » des demi-vies extrêmes des radioisotopes du carbone qu’ils manipulent, et apportent la preuve de concept d’une stratégie « click » pour le marquage isotopique de molécules pharmaceutiques contenant des urées ou des carbamates !

Contexte et résultats : Le marquage de molécules organiques par des isotopes radioactifs du carbone est indispensable au développement de médicaments. D'un côté, le carbone-14 (14C), au temps de demi-vie long (5730 ans), est utilisé en préclinique pour étudier le métabolisme et la biodistribution des candidats médicaments. De l'autre, le carbone-11 (11C), au temps de demi-vie ultra-court (20 minutes) est exploité pour marquer des molécules utilisées pour l'imagerie moléculaire par tomographie par émission de positons. Bien que partageant des propriétés chimiques identiques, ces deux isotopes radioactifs présentent des propriétés physiques opposées, qui nécessitent généralement des stratégies différentes pour leur insertion dans des structures organiques. Or, étant donné la complémentarité de leur utilisation, des procédures de marquage communes seraient bénéfiques pour la R&D pharmaceutique. Dans les deux cas, la source de carbone est la même : le dioxyde de carbone (CO2). Le travail en synergie des deux plateformes a permis de réaliser le marquage par l'insertion directe du CO2 radioactif (11C ou 14C) dans des molécules organiques contenant des urées ou des carbamates cycliques, en une seule étape et en quelques minutes. Ces motifs moléculaires entrent dans la composition de nombreux produits pharmaceutiques, phytosanitaires ou encore de plastiques.

En savoir plus ? Del Vecchio et al. Chem. Comm. 2020.

La plateforme de marquage isotopique du CEA / Paris-Saclay (Institut Joliot, Département Médicaments et Technologies pour la Santé, Service de Chimie Bioorganique et de Marquage, Gif-sur-Yvette) est unique sur le territoire Paris-Saclay. Forte de son expertise dans la préparation (synthèse, contrôle de qualité) et formulation de molécules marqués, elle assure régulièrement des prestations et collaborations, académiques comme industrielles, dans le domaine du (radio)marquage moléculaire. Elle offre également à la demande, son expertise et environnement unique de travail (laboratoires « chauds », équipements dédiés) pour l’analyse et la caractérisation d’échantillons radioactifs : mesure de puretés chimique et radiochimique par HPLC, détermination d'enrichissements isotopiques et d'activités spécifiques par SM, analyse et détermination structurale par RMN liquide comme solide, mesure d’activités radioactives par comptage à scintillation.

La plateforme de radiochimie du CEA / Paris-Saclay (Institut Joliot, SHFJ, BioMaps, Orsay) a pour vocation de synthétiser des radiotraceurs pour la recherche biomédicale, en particulier pour l’imagerie par tomographie d’émission de positons, à partir d’émetteurs de positons produits sur site (carbone-11, oxygène-15, -18) ou importés (par exemple -89).

Contact : Davide Audisio (davide.audisio@cea.fr) et Fabien Caillé (fabien.caille@cea.fr)

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texte adapté de l’actualité scientifique parue sur le site web de l’Institut JOLIOT

Les biosenseurs fluorescents sont des molécules qui, une fois introduites en cellules vivantes, rapportent un signal biologique spécifique mesurable par imagerie ou cytométrie. La sensibilité et le haut débit de la cytométrie en flux permettent de développer tout un panel d’analyses complémentaires essentielles à la compréhension du processus biologique observé. Les différences d’états physiologiques observées en imagerie alors peuvent être quantifiés en cytométrie. Plus encore, la cytométrie permet des analyses multiparamétriques offrant la possibilité de mesurer plusieurs activités simultanément cellule par cellule. Il est ainsi facile de comparer les résultats obtenus, d’en déduire leur interdépendance ou non, ce qui en fait un outil incontournable pour l’étude de la signalisation cellulaire.

La plateforme de cytométrie en flux de l’I2BC (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule) est localisée à Gif-sur-Yvette (campus CNRS) et réalise environ 300 prestations par an, pour des partenaires académiques comme privés. Récemment, la plateforme a utilisé son savoir-faire pour étudier en cellule unique de mammifère, les variations de flux calciques intracellulaires via le biosenseur fluorescent Fluo4. Cette sonde se compose d’un fluorophore de type fluorescéine combinée à une entité chélatante (BAPTA-like) spécifique de l’ion calcium ; son intensité de fluorescence est directement proportionnelle à la quantité de calcium présent dans le cytoplasme. Concrètement … Après acquisition de la ligne de base, l’opérateur ajoute directement dans l’échantillon étudié un ou plusieurs agonistes (ATP pour activer les récepteurs purinergiques et induire un flux calcique, ionomycine qui est un ionophore du calcium) et observe en temps réel les variations de fluorescence. Les données acquises sont ensuite analysées avec un script développé en langage R. Ce script permet : i) de faire les moyennes de fluorescence de la population de milliers de cellules chaque seconde, et ii) d’ajuster la courbe obtenue sur un modèle mathématique (dans le cas présent, une simple ou une double sigmoïde) afin d’en déterminer différentes constantes (fluorescences maximales de la première sigmoïde, Fmid ; fluorescence maximale de la seconde sigmoïde, Fmax ; pentes). Avec cette approche complète, il est alors possible de comparer des vitesses de variation de flux ioniques en fonction des agonistes/inhibiteurs utilisés, ou de comparer l’effet de différents environnements sur les réponses cellulaires étudiées. Cette méthode est utilisable avec tous types de cellules en suspension à température ambiante ou avec une plaque thermostatée (voir figure ci-dessus), et un biosenseur spécifique de l’espèce ionique à étudier.

N’hésitez pas à nous contacter pour des développements d’approches utilisant des biosenseurs selon vos besoins et questions biologiques.

I2BC / Plateforme de cytométrie (I2BC - plateformes IMAGERIE-GIF). Plus de 25 ans de service ! la plateforme réalise environ 300 prestations par an pour divers groupes de recherche appartenant à différents organismes de tutelles ou de sociétés privées. Les publications du service traduisent les nombreuses collaborations développées avec les différents instituts de la communauté Paris-Saclay ainsi qu’avec d’autres partenaires tels que l’IRD, le CIRAD, des universités françaises et étrangères. Son expérience polyvalente et son expertise en sondes fluorescentes permettent d’adapter la cytométrie à des projets très divers issus de laboratoires publics et privés. Son partenariat avec SPS (Labex Saclay Plant Sciences) contribue à une activité importante dans le domaine de la biologie végétale. La plateforme de cytométrie en flux propose la mesure de fluorescence d'un ou plusieurs (> 10) fluorochromes simultanément, cellule par cellule. Cette technologie permet d'étudier: i) le dosage de la quantité d’ADN nucléaire en vue de l’étude de cycles cellulaires et d’endoréplication, ii) le dosage d’ADN à des fins de recherche en écologie et systématique, et d’amélioration des variétés (analyse de ploïdies), iii) le suivi de l’activité génique par l’expression d’un ou plusieurs gènes rapporteurs (tels que celui de la "Green Fluorescent Protein"-GFP et autres protéines fluorescentes), iv) des mesures d’activités métaboliques de la cellule (biosenseurs): dosage de calcium, pH, potentiel membranaire, poussées oxydatives, glutathion..., v) des analyses immunologiques, vi) le tri de cellules animales, de levures, de bactéries, de protoplastes et d’organites cellulaires.

Contact : Mickael Bourge (mickael.bourge@i2bc.paris-saclay.fr)

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Une nouvelle méthode spectroscopique, le tr-SRD (dichroïsme circulaire avec le rayonnement synchrotron résolu en temps) est maintenant disponible sur la ligne de lumière DISCO de SOLEIL (SYNCHROTRON SOLEIL/DISCO-SRCD) ! Grâce à la polarisation naturelle du rayonnement synchrotron, cette méthode permet l’acquisition en temps réel de la différence de l’absorption de la lumière polarisée circulairement (gauche et droite) via une mesure simultanée des deux faisceaux polarisés. Dorénavant, il est possible de suivre les dynamiques des macromolécules biologiques (protéines, ADN, ARN et leurs complexes respectifs) à des échelles de temps allant de la seconde à la micro seconde et dans une gamme spectrale (170-350 nm) inaccessibles, jusqu’à présent, en spectroscopie CD conventionnelle.

Pourquoi ce nouveau développement ? Les méthodes biophysiques classiques telles que la fluorescence, l'absorbance, la spectroscopie infrarouge, la spectroscopie Raman et la résonance paramagnétique électronique sont toutes précieuses pour étudier la cinétique macromoléculaire telle que le repliement des protéines, la formation de liaisons avec des ligands et les réactions de polymérisation. Le tr-SRD qu’offre maintenant la plateforme SYNCHROTRON SOLEIL/DISCO-SRCD sera complémentaire à ces méthodes, mettant en évidence la dynamique des chromophores telle que les liens peptidiques ou plus complexes des nucléotides. Pour induire un changement structurel cinétique ou dynamique, un mélange rapide (« stopped-flow »), des élévations rapides de température (saut en T) ou des réactions photo-induites pour des échantillons photosensibles sont mis à la disposition des utilisateurs.

Un exemple concret d’utilisation ? Le nouveau dispositif du tr-SRD a été testé pour la première fois en suivant l’isomérisation cis-trans induite par la lumière (photo-induction) sur un peptide FK-11-X composé d’un azobenzène lié par ses deux extrémités à la chaîne polypeptidique (illustration ci-dessus, avec la représentation d’un spectre toutes les 70 ms). Il a permis de suivre la formation de l'hélice a ainsi que son dépliement. Les résultats démontrent que l'hélice sous les contraintes du lieur azobenzène se replie en 2,5 secondes, tandis que son dépliement dure moins d'une seconde. Ces premiers résultats confirment la faisabilité de cette nouvelle méthode et ouvrent la voie à un large éventail d'investigations biophysiques des biomolécules. Ainsi, dans une approche multidisciplinaire, le tr-SRD servira parfaitement des techniques structurales à haute résolution telles que la diffraction et diffusion des rayons X ou encore la diffusion de neutrons et s’intègre dans le panel des techniques pour la biologie intégrative (Integrated Biology). En savoir plus ?

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Contact : Frank Wien (frank.wien@synchrotron-soleil.fr)

SYNCHROTRON SOLEIL/DISCO-SRCD. DISCO est une ligne de lumière couvrant la gamme VUV-visible, dédiée à la biologie et la chimie. DISCO est composée de trois stations expérimentales, celle décrite ici (SRCD) concerne le dichroïsme circulaire (CD) utilisant le rayonnement synchrotron (SR), permettant de descendre jusqu’à 120 nm sur films. En solution, on peut travailler en tampons très absorbants. De plus le CD dispersif permet d’enregistrer des spectres CD à la ms.

Depuis décembre 2019, le virus SARS-CoV-2, responsable de l’infection COVID-19, génère une pandémie sans précédent et a mis notre planète à l’arrêt. Les réactions qu’il provoque chez les individus sont différentes. Certaines personnes ne se rendront pas compte qu’elles ont été ou qu’elles sont infectées, certaines présenteront des symptômes légers, alors que d’autres seront victimes de complications sévères d’infections allant du syndrome respiratoire aigu sévère au dysfonctionnement d’organes multiples conduisant à la mort. La plupart des individus souffrant de cas sévères d’infections présenteraient des comorbidités dont l’âge et certaines maladies chroniques. Néanmoins, il a aussi été observé la survenue de formes graves chez des individus plus jeunes sans facteur de risque.

Le microbiote intestinal jouerait-il un rôle dans cette infection et la réaction immunitaire ? Pourrait-il, par exemple, être à l’origine de la différence de sévérité d’infections entre individus et les formes sévères chez des individus jeunes sans comorbidités ? Ou encore, serait-il possible de prédire les formes sévères de COVID-19 à partir du microbiote intestinal ?

Joël Doré, directeur de recherche à l’Institut Micalis (Microbiologie de l'Alimentation au Service de la Santé) et directeur scientifique de la plateforme MetaGenoPolis au centre Île-de-France – Jouy-en-Josas de l’INRAE, et Harry Sokol, Professeur hépato-gastro-entérologue à l’hôpital Saint Antoine de Paris nous partagent le fruit de leurs réflexions dans une courte synthèse sur le microbiote intestinal et son implication potentielle dans cette crise sanitaire liée au COVID-19.

S’il est en effet impossible de conclure à ce jour sur le rôle exact du microbiote intestinal dans le processus d’infection, une hypothèse serait qu’il pourrait être impliqué dans la différence de sévérité de l’infection COVID-19 entre individus et les formes sévères chez des individus jeunes sans comorbidités, notamment par la relation qu’il entretient avec son hôte en influençant l’homéostasie immunitaire. Le système immunitaire est en effet relié au microbiote intestinal. Lorsque celui-ci est équilibré, l’homéostasie immunitaire est favorisée. Dans le cas de l'obésité, hypertension et du diabète, qui sont des facteurs de risque reconnus pour les infections sévères COVID-19, cette relation symbiotique hôte-microbiote est altérée, engendrant une perte de la diversité bactérienne, une réduction de la perméabilité de la barrière intestinale, une augmentation de bactéries pathogènes et un état inflammatoire. Aussi, il est bien possible que certaines bactéries du microbiote intestinal jouent un rôle sur la susceptibilité à l'infection COVID-19, même si pour l'instant, aucune donnée solide n’existe pour incriminer une bactérie en particulier. Plusieurs initiatives nationales ont déjà vu le jour pour mieux comprendre l’implication du microbiote intestinal dans l’infection COVID-19. Elles devraient permettre prochainement d’apporter des éléments de réponses à ces questions. En savoir plus ?

MetaGenoPolis (MGP) est un centre INRAE expert en recherche sur le microbiome intestinal appliquée à la santé et à la nutrition de l’homme et de l’animal. En collaboration avec les industries, les universités et les cliniques, MGP conçoit et met en œuvre des projets adaptés aux besoins de ses partenaires. Certifiés ISO 9001, les protocoles et procédures mis en œuvre sont constamment maintenus à la pointe de la technologie. MGP propose de la métagénomique quantitative et fonctionnelle pour explorer le lien entre le microbiome, nutrition et santé. MGP offre des services d’analyse du microbiome de bout en bout, y compris des recommandations personnalisées sur la collecte d’échantillons, la mise en banque d’échantillons, l’extraction d’ADN, la métagénomique quantitative et fonctionnelle, les grandes installations de stockage de données et de calcul, la bioinformatique, l’analyse statistique et l’interprétation des données. Une des ambitions de MGP est de constituer via un projet de science citoyenne une base de données publique regroupant les microbiomes de 100 000 individus français dont un des objectifs sera de mieux comprendre l’hétérogénéité des microbiomes intestinaux de français sains.

Contact : Alexandre Cavezza, Florence Haimet (contact@mgps.eu)

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L’UMS IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) compte à ce jour 10 plateformes dont PLAIMMO (PLAteforme d'IMmuno-MOnitorage) ! Son personnel est votre disposition, équipe académique comme industrielle, pour vous aider à la mise au point de techniques utilisables en cytométrie en flux. Démonstration via trois exemples choisis !

Quantifier les bactéries par cytométrie en flux ? Dans le contexte d’un projet collaboratif sur le rôle plus ou moins délétère du microbiote dans les pathologies hépato-gastrointestinale, un enseignant-chercheur de l’Université de Paris Sud (Vanessa Liévin-Le Moal, UMR-S 996) nous a sollicité pour mettre au point la quantification de bactéries par cytométrie en flux. Première difficulté : comme le marquage bactérien nécessite une étape de fixation et de perméabilisation, les méthodes habituelles utilisant l'iodure de propidium ne peuvent être utilisées ; PLAIMMO innove et développe à façon une nouvelle méthode utilisant des marqueurs de viabilité pouvant être fixés. Deuxième difficulté : les bactéries (cellules de petite taille) se différencient très mal du bruit de fond électronique généré lors du passage des événements sur le cytomètre ; PLAIMMO met à profit son expertise et développe une méthode donnant des résultats satisfaisants, et actuellement en cours de validation pour être combiner avec d’autres marquages (illustration ci-dessus). La suite ? utiliser ces technologies pour confirmer, sur bactéries vivantes, et selon les traitements effectués, le niveau d’expression d’une protéine d’intérêt identifiée dans l’effet protecteur du foie en présence d’alcool. A suivre donc !

Doser des cytokines et chimiokines dans des volumes faibles ? Dans le cadre d’un second projet, industriel cette fois, la plateforme a été sollicitée par un chercheur (Francine Joly, SEPHRA PHARMA) pour développer le dosage de cytokines et chimiokines sur un volume récolté très limitant (maximum 250 µL) de ses échantillons. Dans ces conditions, il était impossible de faire des ELISA et l’utilisation de la technique LUMINEX™ n'était pas compatible avec le budget du projet. PLAIMMO utilise son savoir-faire et propose au porteur la technique des Cytokines Beads Assay ! PLAIMMO l’accompagnera aussi dans la mise en place et réalisation du protocole. En savoir plus sur ces techniques ? (Lehmann et al, J. Vis. Exp. 2017).

Détecter des ARN par cytométrie de flux ? Plus récemment, la plateforme, fort de l’intérêt des techniques développées par INVITROGEN sur la détection des ARN par cytométrie en flux (PrimeFlow), a mis en place une stratégie d'étude et de validation en interne de ces techniques en commençant par des tests avec des gènes de ménage. Cela nous a permis de repérer les étapes problématiques et surtout de conseiller au mieux les utilisateurs de PLAIMMO désirant utiliser cette technique. Le principe du PrimeFlow est l’hybridation spécifique sur l’ARN d’intérêt d‘une paire d’oligonucléotides adjacente. Sur cette paire se fixe ensuite une molécule de pré amplification permettant la fixation de molécules d’amplification et ensuite de sondes marquées par fluorescence. Un des points les plus cruciaux est la température de fixation de ces sondes !

La plateforme de cytométrie en flux (PLAIMMO) de l'Unité Mixte de Service – Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique (UMS-IPSIT) située sur le site de Clamart offre régulièrement ses services aux équipes de recherche académiques du territoire Paris-Saclay ainsi qu'aux industriels. Le personnel de la plateforme est à votre disposition pour vous aider à pour la réalisation de projets de recherche fondamentale, préclinique sur des modèles expérimentaux ainsi que pour des protocoles de recherche clinique. Son personnel est aussi à votre service pour la mise au point de nouvelles techniques utilisant la cytométrie en flux. Les équipements de cytométrie en flux de la plateforme permettent le phénotypage des cellules par la détection de molécules membranaires et intracellulaires (biomarqueurs) mais aussi des études fonctionnelles telles que la détection de phosphorylation des protéines, la prolifération cellulaire, la quantification de cytokines ou chimiokines excrétées ou la détection d'ARN. Enfin, des tris cellulaires à haut débit sont aussi proposés par la plateforme. La plateforme est également équipée pour mesurer l'expression de gènes grâce à la PCR quantitative en temps réel. Nos activités qui peuvent être en relation avec celles d'autres plateformes, permettent l'identification de nouveaux biomarqueurs qui peuvent être des cibles thérapeutiques.

Contact : Marie-Laure Aknin (marie-laure.aknin@universite-paris-saclay.fr)

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La plateforme de cristallographie des protéines PROXIMA-1 se trouve sur le site de Synchrotron SOLEIL sur le plateau de Saclay à Saint-Aubin. Elle met à disposition les technologies d’analyse structurale des macromolécules par diffraction aux rayons X. La plateforme fonctionne selon plusieurs modalités d'accès de manière à satisfaire l'ensemble des besoins des utilisateurs académiques et industriels, tel que dicté par le centre de recherche Synchrotron SOLEIL.

Dans la lutte contre le SARS-Cov-2, la biologie structurale peut apporter des éléments d’études clés dans les développements pharmaceutiques. Dans ce cadre, PROXIMA-1 a initié un projet de génomique structurale accélérée sur le virus (AcceS-G CoViD-19). Ce projet collaboratif implique plusieurs équipes de Synchrotron SOLEIL (laboratoire de Biologie notamment) ainsi qu’une autre de ses plateformes (DISCO), mais aussi des équipes de l’UMR 0892 (VIM, Virologie et Immunologie Moléculaire, INRAe/UVSQ) et un partenaire industriel, SANOFI. En combinant des technologies de pointe dans un workflow unique, les chercheurs vont tenter d’appliquer les approches de croissances cristallines in vivo pour cribler toutes les protéines codées par le génome du pathogène responsable de CoViD-19. Les protéines étant exprimées dans leur environnement naturel, la méthodologie appliquée a le double avantage de permettre un gain de temps dans l’obtention éventuelle de cristaux sans avoir à passer par les étapes classiques de purification et de criblage in vitro, et de conserver les modifications post-translationnelles importantes dans la fonction de ces protéines. La plateforme ainsi développée pour ces criblages in vivo bénéficie de l’implémentation de technologies avancées telles que des automations de manipulations par le biais de robots et de systèmes microfluidiques ; le couplage à des systèmes de visualisation à microscopie bi-photonique ; ou encore des méthodes sérielles de collectes de données aux rayons X. Dès l’obtention de résultats, ceux-ci seront soumis pour publication dans des archives ouvertes afin que la communauté scientifique puisse rapidement progresser sur les traitements à développer pour contrer ce nouveau virus.

Contact : Léonard Chavas (leonard.chavas@synchrotron-soleil.fr)

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SYNCHROTRON SOLEIL / PX1. PROXIMA-1 (PX1) participe à la biologie structurale intégrative installée à SOLEIL au sein de la section scientifique de biologie et santé, HelioBiology. Opérationnelle depuis Mars 2008, PROXIMA-1 est spécialisée dans les mesures de données bio-cristallographiques sur des macromolécules, au même titre que PROXIMA-2A. Elle offre un faisceau de lumière adapté et optimisé pour des études de diffractions aux rayons x de cristaux de molécules biologiques de grande taille, à hautes résolutions spectrales et pour des échantillons particulièrement sensibles aux dommages de radiations. La ligne est équipée d'un détecteur de rayons x à lecture rapide et de grande surface ; en combinaison avec un robot permettant des échanges automatisés des échantillons, cette configuration permet d'étudier un très grand nombre de cristaux dans un temps réduit. Des stratégies avancées de collectes de données sont disponibles de façon systématique en prenant avantage d'un goniomètre à géométrie 3-cercles de dernière génération.

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https://www.synchrotron-soleil.fr/fr/lignes-de-lumiere/proxima-1

https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr/fr/entity/915158-synchrotron-soleil-px1

La plateforme INRAE/Infectiologie Expérimentale des Rongeurs et Poissons (IERP) propose des services d’infectiologie in vivo sur les espèces poissons et rongeurs. Elle est rattachée à l’Institut des Sciences Animales Paris Saclay et est constituante de l’infrastructure nationale EMERG’IN. Le contrôle du statut sanitaire des animaleries est dans ce contexte un point clé pour assurer et optimiser l’hébergement des animaux d’élevage et d’expérimentation dans les meilleures conditions. Son maintien passe par l’établissement de barrières et le développement d’outils de diagnostic performants.

Exemple choisi de développement : La plateforme, en collaboration avec l’unité VIM (INRAE) et l’institut Pasteur est aujourd’hui partenaire du projet Specific Pathogen Free zebrafish for Immunology and Inflammation Research (SPFI2R). Ce projet, soutenu par le département de Santé Animale de l’INRAE, l’infrastructure nationale EMERG’IN, le GIS IBISA et le DIM1health, a pour but le développement de poisson-zèbres, mais exempt d’organisme pathogène spécifique (EOPS +) ; ceci afin de (1) limiter les défauts de standardisation des modèles expérimentaux, infectieux ou non et (2) réduire l’impact des infections discrètes sur les processus biologiques étudiés (inflammation, infections, métabolisme, développement). Ce projet s’inscrit dans la continuité des activités de la plateforme visant à développer des modèles poisson « propre » pour l’étude de pathologies infectieuses humaines et animale, mais vise aussi à poursuivre l’amélioration des conditions d’élevage des poissons d’expérimentation pour la fourniture d’animaux plus standardisés et exempts de pathogènes environnementaux. Le défi zootechnique que se propose de relever la plateforme consiste en l’intégration des différentes étapes de production en conditions stériles puis contrôlées : de la stérilisation des œufs à la création de poisson à flore contrôlée. Le développement d’outils de suivi s’opère en parallèle par la création d’outils de diagnostics moléculaires, de tests microbiologiques et de nouvelles approches d’histopathologie. A court terme, le projet permettra de mesurer l’impact de ces conditions d’élevage standardisées sur la production de lignées d’intérêt (sauvages, mutantes, immuno-déficientes) et sur des modèles expérimentaux en infectiologie, microbiologie ou métabolisme. L’expertise en imagerie de la plateforme bénéficiera à ce projet pour évaluer l’implantation de populations bactériennes sélectionnées et mener des approches d’histopathologie en 3 dimensions, innovantes sur tissus intègres transparisés.

La disponibilité de ce poisson-zèbre EOPS ? Si tout se passe comme prévu : Septembre 2021 ! En savoir plus ?

La plateforme INRAE / Infectiologie Expérimentale des Rongeurs et Poissons (IERP) a pour principales missions la production d’animaux à statut sanitaire et génétique défini, la réalisation in vivo d’expérimentation en infectiologie et le phénotypage des animaux infectés par imagerie. Dans le cadre de projets collaboratifs ou de prestations de service, l'infrastructure mène des projets en infectiologie, immunologie, vaccinologie, génétique, physiologie et microbiologie. Distribuée dans plusieurs bâtiments du campus, notre infrastructure réalise des projets multi-espèces au sein d’une animalerie « rongeurs » pour les modèles souris et rat et d’une pisciculture expérimentale hébergeant les espèces aquacoles (truite et carpe) et poisson-zèbre. Chaque installation dispose de laboratoires de confinements (BSL2/3) équipés de technologies avancées (IVIS, bi-photon) pour le suivi par imagerie des animaux infectés.

Contact : Dimitri Rigaudeau (dimitri.rigaudeau@inrae.fr)

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