Life Sciences Université Paris-Saclay

L’encapsulation de principe actif au sein des nanoparticules polymères permet de mieux le protéger d’une dégradation précoce et de mieux l’adresser au niveau de la zone pathologique à traiter, améliorant ainsi l’efficacité thérapeutique du traitement. Cependant, la libération du principe actif de ces nanoparticules est incontrôlée, induisant ainsi une toxicité importante. De plus, les nanoparticules polymères sont généralement préparées par des procédés de formulation nécessitant l’utilisation de solvants organiques toxiques et des étapes de purification. Les solvants résiduels issus du processus de formulation peuvent alors induire une toxicité, altérer les propriétés physico-chimiques et biologiques, et entraver gravement le développement pharmaceutique ultérieur de ces nanomédicaments.

Dans une étude publiée dans Journal of Controlled Release, les scientifiques de l’Institut Galien Paris-Saclay (CNRS/UPSaclay, Orsay), en collaboration avec des scientifiques de l’Université de Gand, ont développé des prodrogues polymères thermosensibles permettant : (i) d’être formulées en nanoparticules par un procédé sans solvant organique et (ii) une libération contrôlée du principe actif. Des nanoparticules de diamètres compris entre 50-80 nm ont été obtenues, induisant une cytotoxicité importante sur plusieurs lignées cellulaires cancéreuses. Par ailleurs, l’encapsulation d’un second principe actif anticancéreux a été effectuée, ouvrant ainsi la voie à la chimiothérapie combinée.

Contact : julien.nicolas@universite-paris-saclay.fr

Les plasmalogènes, phospholipides caractérisés par une liaison vinyle-éther dans leur structure, représentent une nouvelle classe prometteuse de médicaments lipidiques contre divers troubles, notamment la neuro-inflammation, le stress oxydatif, le dysfonctionnement mitochondrial et les troubles du métabolisme lipidique. Ils peuvent activer les voies de signalisation neurotrophiques et neuroprotectrices, mais leur faible biodisponibilité limite leur efficacité dans le traitement des maladies neurodégénératives.

Dans un article récent publié dans Advanced Healthcare Materials, Yu Wu et Angelina Angelova de l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (CNRS/UPSaclay, Orsay) ont créé différents types de nanoparticules lipidiques à cristal liquide (LCNPs) par auto-assemblage (vésicules et hexosomes), dans le but d'administrer des plasmalogènes par voie intranasale. Les résultats in vivo avec un modèle murin transgénique de la maladie de Parkinson mettent en évidence l'importance de la nanostructure déterminée par la composition des LCNPs.

Le traitement intranasal avec des vésicules et des hexosomes a entraîné une amélioration des symptômes comportementaux de la maladie de Parkinson et une régulation négative des gènes inflammatoires tels que Il6, Il33 et Tnfa. Les nanomédicaments à base de plasmalogènes entraînent aussi une amélioration des biomarqueurs de la maladie de Parkinson, du métabolisme des lipides ainsi que du type et du nombre de transcriptions réactives pouvant être impliquées dans la neurorégénération.

Contact : angelina.angelova@universite-paris-saclay.fr

L'Académie nationale de Pharmacie a desservi le prix de thèse en technologie pharmaceutique à Kamila Bohne Japiassu. Son travail de recherche porte sur l'utilisation future des nanoparticules dans les maladies pulmonaires. Il a été réalisé au Brésil (Université de Goias) et à l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (UMR 8612 CNRS/UPSaclay) de la Faculté de Pharmacie de l'Université Paris-Saclay sous la direction d'Elias Fattal, de François Fay et d'Eliana Lima.

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Le carcinome canalaire du pancréas (PDAC) demeure un défi médical majeur, avec une survie à 5 ans inférieure à 10% et une prévision alarmante de devenir la troisième cause de décès par cancer en Europe. Face à ces statistiques préoccupantes, une collaboration fructueuse entre l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (CNRS/UPSaclay, Orsay) et l’Unité UMR-S 1015 Immunologie des tumeurs et immunothérapie (INSERM/UPSaclay/Gustave Roussy, Villejuif) a jeté les bases d'une avancée significative dans le traitement de ce cancer redoutable.

Le PDAC présente une complexité physio-pathologique unique avec un stroma tumoral dense, une accumulation de fibroblastes associés au cancer (CAF) et de macrophages, favorisant la progression de la tumeur. Dans le cadre du projet européen PANIPAC, les chercheurs se sont concentrés sur le rôle crucial des macrophages associés aux tumeurs (TAM), qui présentent principalement un profil de polarisation de type M2 et sont considérés comme immunorégulateurs et pro-tumoraux.

Dans leur étude parue dans Drug Delivery and Translational Research, pour mieux comprendre et cibler ces acteurs clés, les chercheurs ont développé un modèle innovant de sphéroïde multicellulaire qui reproduit les principales caractéristiques du PDAC, offrant ainsi une plateforme in vitro précieuse pour étudier le microenvironnement tumoral.

Cette approche a permis de suivre les monocytes, depuis leur recrutement dans le sphéroïde jusqu'à leur polarisation en TAM. Les résultats révèlent l'influence significative de ces macrophages sur la réponse aux médicaments et la migration cellulaire. L'utilisation de nanosystèmes lipidiques s'est révélée être une voie prometteuse, démontrant une capacité à moduler le phénotype des TAM.

Cette observation ouvre la voie à des stratégies thérapeutiques innovantes visant à reprogrammer les macrophages de leur rôle pro-tumoral à un statut anti-tumoral.

Le modèle de sphéroïde se positionne comme une approche in vitro prometteuse pour évaluer l'efficacité des traitements et offrir une compréhension approfondie des interactions complexes au sein du microenvironnement tumoral. Ces découvertes pourraient potentiellement révolutionner les approches thérapeutiques du PDAC, ouvrant la voie à des traitements plus ciblés et plus efficaces.

Légende Figure : Représentation schématique de l'approche expérimentale suivie pour construire un modèle 3D de PDAC incluant son microenvironnement immunosuppresseur et évaluer les stratégies de reprogrammation des TAM.

Contact : simona.mura@universite-paris-saclay.fr

Elias Fattal est enseignant-chercheur à l’Institut Galien Paris-Saclay (IGPS – Univ. Paris-Saclay, CNRS), qu’il a dirigé de 2010 à 2019. Il est spécialiste de nanomédecine, à laquelle il a consacré 40 ans de recherche. Ses travaux récents touchent la conception de nanoparticules pour le traitement des maladies inflammatoires et la nanotoxicologie pulmonaire.

Après un baccalauréat scientifique, Elias Fattal s’engage dans des études de pharmacie à l’Université Paris-Sud (aujourd’hui Université Paris-Saclay). Pourquoi le choix de cette discipline ? Sans doute à cause de l’influence d’un grand-père pharmacien et d’un père photographe, en compagnie duquel il passe de longues heures dans la chambre noire, ce qui lui donne le goût de la chimie, très présente en pharmacie. Il obtient son diplôme d’État de docteur en pharmacie en 1983 et s’oriente d’abord vers la pharmacie hospitalière. Il effectue pendant trois ans son internat dans des hôpitaux du nord de la France et décide de consacrer sa quatrième année à la recherche. En 1986, Il intègre l’unité Physico-chimie, pharmacotechnie, biopharmacie, l’ancêtre de l’Institut Galien, pour effectuer un master 2 recherche. Il travaille sous la responsabilité de Patrick Couvreur, pionnier du nanomédicament et alors jeune professeur, et devient un de ses premiers doctorants. Il soutient sa thèse en 1990 sur le traitement des infections intracellulaires par des nanoparticules polymériques d’antibiotiques. Puis il part deux ans en post-doctorat à l'Université de Californie, à San Francisco, dont il reviendra complètement transformé.

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Le contexte… En raison du vieillissement de la population et de la croissance démographique, le nombre de nouveaux cas de cancer devrait augmenter d'environ 60 à 70% au cours des 2 prochaines décennies. Pour lutter contre cette maladie, l’une des armes thérapeutiques les plus efficaces reste la chimiothérapie qui a pour but la destruction des cellules cancéreuses via des mécanismes dits non spécifiques. Les chimiothérapies sont principalement administrées par voie intraveineuse ce qui engendre un certain nombre de contraintes à la fois pour le patient et le système de santé (inconfort, longs séjours hospitaliers, nécessité d'un personnel qualifié pour l’administration du traitement, coût élevé, risques d’infections). Ainsi, la mise au point d'une chimiothérapie efficace, moins coûteuse et plus confortable pour le patient, révolutionnerait ce domaine.

Le projet… Dans ce contexte, une étude menée par des chercheurs du CNRS et de l’Université Paris Saclay (Equipes des Drs Julien Nicolas et Nicolas Tsapis, Institut Galien Paris-Saclay) a ouvert la voie vers une approche générale et évolutive permettant l'administration par voie sous-cutanée de médicaments anticancéreux. Cette nouvelle approche est basée sur l’idée de lier chimiquement la molécule anticancéreuse via un lien clivable in vivo à un polymère biocompatible et très hydrophile, le polyacrylamide, en construisant ce que l’on appelle une prodrogue. Cette approche a été exemplifié en utilisant le paclitaxel comme molécule active, un médicament anticancéreux fortement hydrophobe et vésicant et donc inadapté au mode d’injection en sous-cutanée sous sa forme libre.

Le rôle unique du tritium et du marquage isotopique dans ce projet… Afin de caractériser le devenir in vivo de ce type de prodrogues, les chercheurs de Institut Galien Paris-Saclay ont fait appel à 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, CEA/UPSaclay, Gif-sur-Yvette). Forts de leur expertise et de leurs équipements et laboratoires dédiés, la plateforme de marquage isotopique a synthétisé la prodrogue modèle, via du paclitaxel marqué isotopiquement par un atome de tritium (isotope radioactif de l’hydrogène). Cet analogue radioactif a ensuite été utilisé pour évaluer la pharmacocinétique et la biodistribution de la prodrogue en comparaison à l’administration du principe actif seul (à la fois par voie sous-cutanée et intraveineuse). Ces études ont permis de mettre en évidence l’intérêt de la stratégie mise en place qui permet d’augmenter la biodisponibilité du principe actif mais aussi un passage rapide des tissus sous-cutanés vers la circulation générale. En savoir plus ? lire l’info publiée récemment dans nos colonnes.

Contacts: Gregory Pieters (gregory.pieters@cea.fr)

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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, CEA/UPSaclay, 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.

A propos de l’Institut des sciences du vivant Frédéric 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. Les collaborateurs du CEA-Joliot sont pour moitié impliqués dans des unités mixtes de recherche (UMR), en partenariat avec le CNRS, l'INRAE, l’INRIA, l'Inserm, l’Université Paris-Saclay et l’Université de Paris. Le CEA-Joliot est implanté principalement sur le centre CEA-Paris-Saclay. Des équipes travaillent également à Orsay, Marcoule, Caen, Nice et Bordeaux.

Depuis 2014, Clarivate Analytics, qui gère le Web of Science (une base de références de publications scientifiques), présente une liste de scientifiques sélectionnés pour la notoriété régulière de leurs publications de recherche au cours de la dernière décennie. Les articles de ces Highly cited researchers (scientifiques les plus cités au monde) figurent ainsi parmi les plus cités dans leur discipline, dans Web of Science. En 2023, l’Université Paris-Saclay figure dans le Top 50 des établissements comprenant le plus grand nombre de chercheuses et chercheurs les plus cités au monde, avec 26 scientifiques identifiés, dont 21 dans le domaine des Sciences de la Vie.

• Laurence Albiges: oncologue médicale et professeure à l’Université Paris-Saclay, elle est également cheffe du département de médecine oncologique de Gustave Roussy.  Elle est membre de l’équipe Impact du microenvironnement tumoral sur la résistance tumorale et son rôle dans la plasticité tumorale et la réactivité stromale de l’unité Immunologie intégrative des tumeurs et immunothérapie des cancers (INTIM - Univ. Paris-Saclay, Institut Gustave-Roussy, Inserm, EPHE).
• Fabrice André : oncologue au sein du comité de pathologie mammaire à Gustave Roussy, il est également directeur de l’unité Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie (PMNCO – Univ. Paris-Saclay, Institut Gustave Roussy, Inserm) et responsable de l’équipe Caractérisation moléculaire des cancers gynécologiques et mammaires.
• Fabrice Barlesi : professeur de médecine à l’Université Paris-Saclay et directeur général de Gustave Roussy, il est spécialisé en cancer du poumon, en médecine de précision et en immunologie des cancers. 
• Benjamin Besse : professeur d’oncologie médicale à l’Université Paris-Saclay et directeur de la recherche clinique de Gustave Roussy, il est spécialiste de la prise en charge des cancers thoraciques. Il est membre de l’équipe Adaptation génétique aux inhibiteurs de kinases au sein de l’unité Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie (PMNCO – Univ. Paris-Saclay, Institut Gustave Roussy, Inserm).
• Claire Chenu : professeure en sciences du sol à AgroParisTech, elle est également directrice de recherche au sein du Laboratoire écologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (Ecosys – Univ. Paris-Saclay, AgroParisTech, INRAE).
• Franck Courchamp : écologue et directeur de recherche CNRS au laboratoire Écologie, systématique et évolution (ESE – Univ. Paris-Saclay, CNRS, AgroParisTech), Franck Courchamp est spécialiste de la dynamique des populations animales et de la biologie de la conservation. Il étudie notamment l’impact du changement climatique sur la biodiversité.
• Patrick Couvreur : professeur émérite à l’Institut Galien Paris-Saclay (IGPS – Univ. Paris-Saclay, CNRS), il est un pionnier du nanomédicament, une approche qui permet aux molécules thérapeutiques de cibler directement les tissus et les cellules de patientes et patients atteints de maladies graves (cancers, maladies du système nerveux). 
• Joël Doré : chercheur en écologie microbienne intestinale au laboratoire Microbiologie de l'alimentation au service de la santé humaine (MICALIS – Univ. Paris-Saclay, INRAE, AgroParisTech) et directeur scientifique du centre d’excellence en analyse du microbiome  MetaGenoPolis (MGP – Univ. Paris-Saclay, INRAE), il est une des principales figures internationales spécialistes du microbiote intestinal humain.
• Charles-Antoine Dutertre : il est chercheur au sein de l’unité Immunologie des tumeurs et immunothérapie contre le cancer (ITIC - Univ. Paris-Saclay, Inserm, Gustave Roussy).
• Stanislav Dusko Ehrlich : il a contribué à créer le centre MetaGenoPolis (MGP – Univ. Paris-Saclay, INRAE) en 2012 et est l’ancien responsable scientifique et technique de ce projet.
• Karim Fizazi : oncologue médical spécialiste de la prise en charge du cancer de la prostate et professeur de cancérologie à l’Université Paris-Saclay, il a été chef du département de médecine oncologique de l’Institut Gustave Roussy et dirige actuellement le comité génito-urinaire de l'Institut. Il est également membre de l’équipe Résistance adaptative aux thérapies anti-cancéreuses au sein de l’unité Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie (PMNCO – Univ. Paris-Saclay, Institut Gustave Roussy, Inserm).
• Florent Ginhoux : membre de l’unité Immunologie des tumeurs et immunothérapie contre le cancer (ITIC - Univ. Paris-Saclay, Inserm, Gustave Roussy), il est spécialiste de l’ontogénie et de la différenciation des macrophages.
• Marc Humbert : professeur de pneumologie à l’Université Paris-Saclay, il est chef du service de pneumologie et soins intensifs respiratoires de l’hôpital Bicêtre, où il est responsable du centre de référence de l’hypertension pulmonaire. Il dirige le laboratoire Hypertension pulmonaire : physiopathologie et innovation thérapeutique (HPPIT – Univ. Paris-Saclay, Inserm) et depuis 2023, il est le doyen de la Faculté de médecine de l’Université Paris-Saclay.
• Aurélien Marabelle : oncologue médical et professeur à l’Université Paris-Saclay, il est responsable du Laboratoire de recherche translationnelle en Immunothérapie (LRTI) au sein de l’unité Immunologie des tumeurs et immunothérapie contre le cancer (ITIC - Univ. Paris-Saclay, Inserm, Gustave Roussy). 
• Xavier Mariette : spécialiste en rhumatologie et professeur de rhumatologie à l’Université Paris-Saclay, il dirige depuis 2015 l’équipe Autoimmunité au sein du laboratoire Immunologie des maladies virales, auto-immunes, hématologiques et bactériennes (IMVA-HB – Univ. Paris-Saclay, Inserm, CEA). 
• Graham Noctor : chercheur en biologie végétale, il dirige l’équipe Changement climatique et signalisation redox à l’Institut des sciences des plantes - Paris-Saclay (IPS2 – Univ. Paris-Saclay, Univ. d’Évry, INRAE, CNRS, Univ. Paris Cité). 
• David Planchard : oncologue thoracique et professeur associé à l’Université Paris-Saclay, il est chef du comité de pathologie thoracique de Gustave Roussy, où il est responsable de la coordination de la prise en charge des patientes et patients porteurs d'un cancer du poumon, de mésothéliome pleural ou de tumeurs thymiques. Il est membre de l’équipe Adaptation génétique aux inhibiteurs de kinases au sein de l’unité Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie (PMNCO – Univ. Paris-Saclay, Inserm, Institut Gustave Roussy). Il est également président du Centre international des cancers thoraciques (CICT). 
• Caroline Robert : professeure à l’Université Paris-Saclay, elle est cheffe du service de dermatologie à Gustave Roussy. Elle est également responsable de l’enseignement de la dermatologie au sein de la Faculté de médecine de l’Université Paris-Saclay. Au sein de l’unité Prédicteurs moléculaires et nouvelles cibles en oncologie (PMNCO – Univ. Paris-Saclay, Inserm, Institut Gustave Roussy), elle dirige l'équipe Résistance adaptative aux thérapies anti-cancéreuses.
• Gérald Simonneau : professeur émérite à l'Université Paris-Saclay, pneumologue au sein du laboratoire Hypertension pulmonaire : physiopathologie et innovation thérapeutique (HPPIT – Univ. Paris-Saclay, Inserm), il est spécialiste de l’hypertension artérielle pulmonaire (HTAP) et a participé à la découverte des principaux médicaments ayant transformé le pronostic de cette maladie rare.
• Jean-Charles Soria : oncologue médical et professeur de médecine et d’oncologie médicale à l’Université Paris-Saclay, il a été directeur général de Gustave Roussy, premier centre de lutte contre le cancer en Europe, de janvier 2020 à fin juillet 2021.
• Laurence Zitvogel : oncologue médicale à Gustave Roussy et professeure d’immunologie à l’Université Paris-Saclay, elle est directrice de l’unité Immunologie des tumeurs et immunothérapie contre le cancer (ITIC - Univ. Paris-Saclay, Inserm, Gustave Roussy). 

Le Dr Audrey Paoletti et les chercheurs de l’équipe « Auto-immunité » dirigée par le Pr Xavier Mariette dans UMR-S 1184  IMVA-HB (INSERM/CEA/UPSaclay, Le Kremlin Bicêtre) ont précédemment démontré une augmentation dans les monocytes sanguins du micro-RNA -155 (miR-155) chez les patients atteints de polyarthrite rhumatoïde qui serait responsable d’un défaut de polarisation en macrophages anti-inflammatoire (Paoletti et al., 2019). Dans une nouvelle étude parue dans Arthritis & Rheumatology, en collaboration avec l’équipe du Pr Elias Fattal de l’Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Orsay) et avec l’équipe du Dr Mariola Kurowska-Stolarska de l’université de Glasgow, ces chercheurs démontrent dans deux modèles murins précliniques l’intérêt d’un traitement par injection d’un antagomiR-155 encapsulé dans des liposomes pégylés.

Dans ces deux modèles de polyarthrite rhumatoïde, les scientifiques ont démontré ce même défaut de polarisation des monocytes en macrophages anti-inflammatoire déjà observé chez l’homme. L’injection d’antagomiR-155 encapsulé dans des liposomes pégylés a été adressée dans les articulations inflammatoires et a entraîné (1) la résolution de l’arthrite, (2) la restauration du défaut de polarisation des monocytes en macrophages anti-inflammatoire, (3) la diminution du recrutement des cellules immunitaire et de l’apparition d’une population de macrophages anti-inflammatoires dans le tissus synovial et (4) tout en étant spécifique des monocytes/macrophages car le traitement n’a entraîné aucun effet sur les autres cellules immunitaires.

Il s’agit ici de la première démonstration d’efficacité d’un traitement par un petit ARN encapsulé dans des liposomes pégylés pour permettre son adressage dans les macrophages pro-inflammatoires. Ce traitement pourrait représenter chez l’homme une solution thérapeutique spécifique de la polyarthrite rhumatoïde et sans effet secondaire.

Contact : audrey.paoletti@inserm.fr

Pour tenter d'ajuster la libération de la substance active ainsi que sa pharmacocinétique, des chercheurs de l’Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Orsay) ont synthétisé trois prodrogues lipidiques de dexaméthasone en variant la liaison entre la substance active et les lipides : ester, carbamate et carbonate. Ces prodrogues lipidiques ont été formulées en nanoparticules dotées d’une excellente stabilité colloïdale. Alors que les nanoparticules ester et carbonate ne présentaient aucune toxicité sur cellules en culture, les nanoparticules carbamate se sont révélées toxiques et ont été écartées.

Les chercheurs ont montré que les nanoparticules ester et carbonate exerçaient une bonne activité anti-inflammatoire sur des macrophages activés. Les études de libération de dexaméthasone à partir des nanoparticules incubées dans le plasma murin ont révélé que la dexaméthasone était libérée plus vite à partir des nanoparticules ester qu'à partir des nanoparticules carbonate. Enfin, des études de pharmacocinétique et de biodistribution ont été menées, montrant une exposition à la dexaméthasone similaire pour les deux nanoparticules bien qu’un peu plus importante à partir des nanoparticules ester.

Ces résultats démontrent la versatilité des approches de formulation de nanoparticules à partir de prodrogues lipidiques.

Contact : elias.fattal@universite-paris-saclay.fr ou nicolas.tsapis@universite-paris-saclay.fr

Les mesures annoncées par le président de la République ce mardi présentent déjà l’avantage de se saisir de l’enjeu. Les experts doutent néanmoins qu’elles suffisent.

Entretien avec Patrick Couvreur et Loïk Le Floch-Prigent.

Patrick Couvreur est pharmacien, spécialiste des nanotechnologies médicales, Professeur Emérite à l'Université Paris-Saclay (Institut Galien Paris-Saclay-IGPS, Orsay), membre de l'Académie des Sciences, membre de l'Académie Nationale de Médecine, Président Honoraire de l'Académie Nationale de Pharmacie et Membre de l'Académie des Technologies.

Loïk Le Floch-Prigent est ancien dirigeant de Elf Aquitaine et Gaz de France, et spécialiste des questions d'énergie.

Lire l'intégralité de l'entretien ICI.

Les glucocorticoïdes sont des médicaments communément utilisés pour traiter les maladies inflammatoires aiguës et chroniques, dont l'utilisation prolongée peut entraîner des effets secondaires graves entravant leur efficacité. D’importantes recherches sur la modification des glucocorticoïdes en prodrogues et sur leurs systèmes d'administration à base de nanoparticules ont permis d'atteindre des niveaux de contrôle sans précédent sur leurs propriétés pharmacologiques. Ces dernières années, la combinaison de ces deux stratégies, les prodrogues et les nanoparticules, a été explorée, notamment au sein de l'Institut Galien Paris-Saclay (IGPS, UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Faculté de Pharmacie, Orsay), comme un moyen d’améliorer l’administration de ces molécules et d’optimiser leurs propriétés fondamentales afin d'en tirer des avantages pharmaceutiques et pharmacologiques.

Dans une revue publiée dans Journal of Controlled Release, après avoir présenté l’intérêt des prodrogues et leurs formes commercialisées, Barbara Tessier, Nicolas Tsapis, Elias Fattal et Laurence Moine de l'Institut Galien Paris-Saclay discutent les stratégies de conception et les avancées récentes dans le domaine des prodrogues lipidiques et des conjugués polymères de glucocorticoïdes, ainsi que leur administration sous forme de nanoparticules. Cette revue donne un aperçu des différents systèmes et aborde les opportunités et les défis qui peuvent découler de leur application pour le traitement des maladies inflammatoires.

Contact : laurence.moine@universite-paris-saclay.fr ou elias.fattal@universite-paris-saclay.fr

Actuellement, les émulsions pharmaceutiques sont majoritairement stabilisées par des tensioactifs synthétiques, ce qui pose des problèmes de toxicité directe ou indirecte et d'environnement. En traitement topique au long cours, une irritation cutanée est souvent observée. Des approches alternatives de stabilisation ont été développées, telles que l'utilisation de particules solides. De telles émulsions sont appelées émulsions de Pickering.

Des chercheurs de l'Institut Galien Paris-Saclay (IGPS, CNRS/UPSaclay, Orsay) et de l’UMR-S 976 HIPI (Inserm, Hôpital Saint Louis, Paris)  ont développé des émulsions de Pickering stabilisées avec des particules d'acide poly(lactique-co-glycolique) biodégradables et biocompatibles (PLGA) pour un usage topique. De telles émulsions permettent l'incorporation de deux substances actives dans le même système, le premier dans les particules et le second dans la phase huileuse. Dans ces travaux, un immunosuppresseur (cyclosporine A ou tacrolimus) a été encapsulé dans les particules de PLGA, et un anti-inflammatoire (calcitriol) a été solubilisé dans la phase huileuse. L'influence de ces substances actives sur la stabilité, les propriétés rhéologiques, la structure et la taille des gouttelettes des émulsions, ainsi que l’innocuité des émulsions sur une lignée cellulaire de kératinocytes, ont été évalués.

Ce nouveau système co-encapsulé pourrait améliorer l'observance du patient en réduisant les doses et les fréquences d'application. De plus, les substances actives pourraient être délivrées avec différentes cinétiques et potentiellement agir localement à différents niveaux. Cela permettrait d’améliorer le traitement de maladies cutanées inflammatoires chroniques telles que le psoriasis ou la dermatite atopique.

Ces travaux sont publiés dans International Journal of Pharmaceutics.

Légende Figure : Images en microscopie confocale des émulsions stabilisées par des particules de PLGA. Les particules apparaissent en rouge et sont localisées aux interfaces eau/huile qu’elles stabilisent. La phase aqueuse est en vert et la phase huileuse, non colorée, apparaît en noir. Les particules de PLGA : a) ne contiennent pas de substances actives, b) contiennent de la cyclosporine A (émulsion 1) et c) contiennent du tacrolimus (émulsion 2). Barre d’échelle : 25 µm.

Contact : nicolas.huang@universite-paris-saclay.fr

DÉCRYPTAGE - Ces minuscules gouttelettes de graisse imitent les membranes de nos cellules. Elles permettent à la molécule d’ARN messager d’y pénétrer, ce qu’elle ne pourrait faire seule.

Tout le crédit du succès rencontré par les vaccins contre le Sars-CoV-2 ne revient pas au seul ARN messager. Il doit aussi beaucoup à son transporteur. «Sans les nanoparticules lipidiques dans lesquelles l’ARN messager a été encapsulé, rien n’aurait été possible», explique le Pr Patrick Couvreur, professeur de pharmacie à l’université Paris-Saclay, membre de l’Académie de pharmacie.

En effet, ces minuscules gouttelettes de graisse qui imitent les membranes de nos cellules permettent à la molécule d’ARN messager d’y pénétrer, ce qu’elle ne pourrait faire seule. «Elles protègent aussi l’ARN messager qui se dégrade rapidement dans l’organisme», précise le Pr Elias Fattal, professeur de galénique à l’université Paris-Saclay, et qui a dirigé l'Institut Galien Paris-Saclay, une unité mixte de recherche traitant de la conception de nanomédicaments.

Lire la suite et lire aussi cet autre article.

Afin d’améliorer l'activité thérapeutique des glucocorticoïdes inhalés et réduire leurs effets secondaires, l’équipe INPACT de l’Institut Galien Paris-Saclay (Elias Fattal, Laurence Moine et Nicolas Tsapis) à conçu une forme d’administration combinant les avantages des nanoparticules, qui sont fortement captées par les cellules pulmonaires et notamment les macrophages alvéolaires, avec ceux des microparticules, qui présentent un bon dépôt dans les alvéoles. Cette forme devait permettre un meilleur ciblage du tissu pulmonaire, une libération contrôlée de la substance active tout en limitant son passage systémique.

Un conjugué de poly (acide malique)-budésonide a été synthétisé. Ce conjugué s'autoassemble en solution aqueuse pour former des nanoconjugués. Ces nanoconjugués de forme sphérique, de très faible diamètre (80 à 100 nm), permettent de véhiculer une charge élevée de substance active. Des études réalisées sur des macrophages murins activés par le lipopolysaccharide ont montré que le budésonide pouvait être régulièrement libéré des nanoconjugués et que son activité anti-inflammatoire était préservée.

Les nanoconjugués ont ensuite été incorporés dans des microparticules par une technique de séchage par atomisation. L’intérêt de cette transformation est qu’elle permet aux nanoconjugués d’atteindre la zone alvéolaire car ces microparticules ne subissent pas la clairance élevée des nanoparticules en suspension qui sont, en grande partie, exhalées à la suite de leur administration par inhalation. Les microparticules ont été produites avec un diamètre aérodynamique proche de 1 µm. Elles se redispersent facilement dans les liquides pulmonaires simulés. Elles ont fait l’objet d’études de pharmacocinétique chez le rat. Libéré in vivo par les nanoconjugués au sein des microparticules, le budésonide a été distribué de manière constante pendant 48 heures dans le tissu pulmonaire, le liquide bronchoalvéolaire et le culot cellulaire contenu dans ce fluide biologique.

Avec des taux de charge élevés, une cinétique de libération modulable et une faible cytotoxicité, les nanoconjugués délivrés par des microparticules sont prometteurs pour un traitement plus efficace des maladies inflammatoires pulmonaires.

Cette étude a été publiée dans Drug Delivery and Translational Research.

Contact : elias.fattal@universite-paris-saclay.fr

La cryoconservation est actuellement le seul moyen de stocker des cellules de mammifères à long terme, et joue donc un rôle crucial dans l'accompagnement de l'essor des thérapies cellulaires. Toutefois, cette technique peut également conduire à des pertes de viabilité ou de fonctionnalité cellulaire, dus à la nature même de la congélation : stress mécanique, stress osmotique, croissance et à la recristallisation de la glace, qui peuvent être particulièrement préjudiciables à des cellules sensibles.

Dans une étude publiée dans International Journal of Pharmaceutics, des chercheurs de l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (CNRS/UPSaclay, Orsay) étudient l'influence de l'encapsulation préalable des cellules dans des matrices d'hydrogel à base d'alginate sur l'issue de la cryoconservation. Grâce au contrôle des propriétés physicochimiques des billes d'alginate sur un éventail de tailles, morphologies et techniques d'encapsulation, l'équipe a montré une influence directe de la taille des hydrogels sur la viabilité cellulaire après cryoconservation, avec maintien de la fonctionnalité cellulaire, dans le cas de macrophages. La survie cellulaire peut être corrélée à la déformation des systèmes sous l'effet de la cristallisation.

L'étude ouvre plusieurs perspectives sur la protection que pourrait apporter une incorporation contrôlée dans une matrice d'hydrogel sur la cryopréservation de cellules thérapeutiques. 

Contact : herve.hillaireau@universite-paris-saclay.fr

La mise au point de nouveaux nanomédicaments est quasi exclusivement basée sur la stratégie classique d'essais-erreurs, qui est extrêmement chronophage et qui nécessite beaucoup de ressources.

Dans une étude publiée dans Angewandte Chemie International Edition, les scientifiques de l'Institut Galien Paris-Saclay – IGPS et du laboratoire BioCIS (CNRS/UPSaclay, Orsay) ont mis au point une méthode de modélisation moléculaire de type « gros grains » permettant de guider la conception de nanoparticules de prodrogues polymères plus efficaces.

En se basant sur la surface accessible au solvant de la liaison polymère-principe actif comme paramètre discriminant pour prédire la libération du principe actif et donc la cytotoxicité des nanoparticules, ils ont mis au point une liaison plus prometteuse, qui a ensuite été validée expérimentalement in vitro sur des nanoparticules de prodrogues polymères basées sur deux principes actifs différents très utilisés en clinique.

Cette approche in silico pourrait permettre d'éviter de nombreuses expériences de criblage in vitro, de réduire les coûts et pourquoi pas de réduire l'expérimentation animale. 

Contact : julien.nicolas@universite-paris-saclay.fr

Analyser et doser certaines molécules, appelées biomarqueurs, présentes dans les fluides biologiques, est un moyen de diagnostiquer certaines maladies. DropLab est une nouvelle technologie développée à l’Institut Galien Paris-Saclay (CNRS/UPSaclay, Orsay) permettant de réaliser la séparation, puis la détection et le dosage de biomarqueurs plus rapidement, de manière automatisée, et avec de très petits volumes d’échantillon biologique (LCR, sang, larmes, urines…).

Un biomarqueur est une substance précise dont la présence, l’absence ou la modification de concentration ou de structure dans l'organisme ou le fluide biologique permet de diagnostiquer et suivre l'évolution d'une maladie. Les scientifiques ont donc besoin d’être en mesure de détecter et doser ces molécules avec précision, ainsi que de les distinguer parfois d’autres molécules plus abondantes dans le liquide biologique.

De manière générale, le biomarqueur recherché, qui est présent en quantité très faible, peut être masqué par d’autres molécules interférentes. Sa détection peut être alors rendue difficile. Par ailleurs, le volume de liquide biologique est souvent limité.

Une nouvelle plateforme technologique

Les techniques habituellement utilisées pour effectuer le dosage de ces biomarqueurs utilisent des manipulations à l’échelle macroscopique (pipettes, tubes…). « On prélève l’échantillon, et on applique des traitements sur celui-ci en le transférant dans différents tubes successifs avant de pourvoir l’analyser », résume Thanh Duc Mai, enseignant-chercheur à l’Institut Galien Paris-Saclay (IGPS) et coordinateur du projet DropLab au sein de l’équipe de Myriam Taverna. Cette méthode présente plusieurs inconvénients : un volume de liquide nécessaire élevé, beaucoup d’opérations manuelles, un risque de contaminations car les tubes sont exposés à l’air et un risque d’erreur à chaque étape.

Lire la suite de l’article du Journal du CNRS

La phosphorylation des facteurs de transcription joue un rôle clé dans la signalisation cellulaire et dans les mécanismes pathologiques, mais a été très peu étudiée dans les thérapies utilisant les nanomédicaments. La connaissance des mécanismes par lesquels les nanomédicaments contrôlent la dynamique spatio-temporelle de la phosphorylation du CREB [cyclic AMP-response element binding protein] pourrait améliorer les traitements des maladies neurologiques, par exemple celles causées par un déficit en plasmalogène.

Dans un article récent publié dans Communications Chemistry, Yu Wu et Angelina Angelova de l’Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Orsay) émettent l'hypothèse de l'importance de la phosphorylation des facteurs de transcription pour la régénération des séquelles neurologiques du syndrome du long COVID et soulignent le rôle de l'organisation structurelle des nanoparticules pour l'interaction avec les membranes cellulaires.

Les auteurs ont conçu des assemblages nanométriques de lipides et de peptides, avec différentes organisations structurelles (cubosomes, hexosomes et liposomes), caractérisés par la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS) à haute résolution et par l’imagerie Cryo-TEM. Le traitement des cellules neuronales par des nanoassemblages a démontré que le temps de traitement est un paramètre critique pour la phosphorylation de CREB dans les cellules normales par rapport aux cellules exposées au stress oxydatif dans un modèle in vitro de la maladie de Parkinson. Les nanoassemblages à base de plasmalogène contrôlent la cinétique de l'activation de CREB de manière prolongée et pourraient conduire à des traitements plus efficaces des troubles neurodégénératifs.

Contact : angelina.angelova@universite-paris-saclay.fr

Les protéines de choc thermique (Heat Shock Proteins, HSP) telle que la Hsp70 appartiennent à la famille des chaperonnes qui sont produites par les cellules en réponse à une exposition à des conditions de stress. Outre sa localisation intracellulaire, la Hsp70 est spécifiquement exprimée à la surface des cellules tumorales et ceci a été relié à son interaction spécifique avec des phospholipides chargés négativement de type phosphatidylsérine. Bien que l'association de la Hsp70 aux membranes lipidiques soit bien documentée, les mécanismes exacts de son interaction avec les membranes cellulaires n'ont pas été entièrement élucidés. Dans ce contexte, l’équipe MULTIPHASE de l'Institut Galien Paris-Saclay (UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Orsay), en collaboration avec les universités de Heidelberg et de Munich en Allemagne et le synchrotron européen de Grenoble (ESRF), ont étudié l’interaction de la Hsp70 avec un modèle membranaire artificiel sous forme de bicouche contenant ou pas de la phosphatidylsérine (DOPS) tout en combinant différentes techniques physiques telles que la microscopie à force atomique, la microbalance à cristal de quartz et la réflectométrie des rayons X.

Les résultats ainsi obtenus ont montré que la Hsp70 s’insère dans les bicouches lipidiques et maintient la stabilité de celles contenant de la DOPS grâce à un équilibre entre les interactions électrostatiques avec les têtes polaires (PS) et les interactions hydrophobes avec les chaines hyrdrocarbones des phospholipides.

Ces travaux ont été publiés dans Scientific Reports.

Contacts : ali.makky@universite-paris-saclay.fr

La région Île-de-France vient d’annoncer les trois lauréats 2023 du Prix des Innovateurs qui récompense chaque année des chercheurs et chercheuses de moins de 45 ans, et leurs équipes, pour la qualité de leurs travaux dans le domaine médical. Au total, les trois lauréats se partagent une enveloppe de 100.000 euros pour les aider à poursuivre leurs recherches.

Julien Nicolas, directeur de recherche CNRS à l’Institut Galien Paris-Saclay (IGPS - Univ. Paris-Saclay, CNRS, Orsay), Olivier Couture, directeur de recherche CNRS au sein du laboratoire d’imagerie biomédicale (CNRS, Inserm, Sorbonne Université) et Annarita Miccio, directrice de recherche Inserm à l’Institut Imagine (Inserm, AP-HP, Université Paris-Cité, Fondation des hôpitaux, Maire de Paris, AFM Téléthon), se sont démarqués par l’excellence scientifique de leurs travaux de recherche.

Julien Nicolas a été récompensé pour ses travaux dans le domaine du traitement du cancer, avec la mise au point d’une nouvelle méthodologie d’administration des chimiothérapies en sous-cutané basée sur des prodrogues polymères hydrophiles, permettant un protocole moins coûteux et moins contraignant pour les patientes et les patients.

• Pour découvrir le portrait de Julien Nicolas
• Pour en savoir plus sur ses travaux

Contact : julien.nicolas@universite-paris-saclay.fr

Le Pr Patrick Couvreur, membre de l'Académie des Sciences, grand spécialiste des nanotechnologies médicales, professeur émérite en pharmacotechnie et biopharmacie à l'université Paris-Saclay (Institut Galien Paris-Saclay - IGPS), est nommé Officier de l'Ordre National du Mérite par décret du 2 juin 2023.

Dans un article récemment publié dans International Journal of Pharmaceutics, L’équipe Ingénierie particulaire et cellulaire à visée thérapeutique dirigée par Elias Fattal au sein de l’Institut Galien Paris-Saclay – IGPS (UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Orsay) décrit la conception de nanomédicaments originaux pour traiter par inhalation l’inflammation pulmonaire, notamment les inflammations associées aux pneumonies et au syndrome respiratoire aigü. Le but de ces travaux est d’administrer localement de la dexaméthasone sous forme nanoparticulaire, afin de diminuer les effets secondaires liés à son administration systémique.

L’équipe a ainsi conçu des nanoparticules lipidiques de la famille des liposomes, décorées en surface soit par du polyéthylène glycol (PEG) afin de traverser la couche de mucus pulmonaire, soit par de l’acide hyaluronique (AH) pour cibler le récepteur CD44 surexprimé sur les macrophages pro-inflammatoires alvéolaires ou par un mélange des deux molécules. Des expériences in vitro sur des macrophages activés par du LPS, ont démontré que l'encapsulation de la dexaméthasone dans des liposomes, en particulier dans ceux porteurs de AH, améliore son efficacité anti-inflammatoire par rapport au médicament sous forme libre.

Par la suite, des études in vivo ont révélé que si l'administration intratrachéale de dexaméthasone libre entraîne une importante variation d'efficacité entre les animaux, les liposomes chargés en dexaméthasone induisent une meilleure efficacité par leur capacité à adresser la dexaméthasone aux cellules cibles.

Ainsi les travaux présentés dans cet article indiquent que l'encapsulation de la dexaméthasone dans des nanoparticules lipidiques est une stratégie attrayante afin d’améliorer son efficacité après la délivrance pulmonaire et pourrait s’adresser aux syndromes hyper-inflammatoires notamment ceux associés au sepsis.

Contact : elias.fattal@universite-paris-saclay.fr ou francois.fay@universite-paris-saclay.fr

Les infections à coronavirus sont neuroinvasives et peuvent provoquer des lésions du système nerveux central (SNC) et des conséquences à long terme. Elles peuvent être associées à des processus inflammatoires dus au stress oxydatif cellulaire et à un système antioxydant déséquilibré. La capacité des substances phytochimiques ayant des activités antioxydantes et anti-inflammatoires, telles que le Ginkgo biloba, à atténuer les complications neurologiques et les lésions du tissu cérébral a suscité un vif intérêt dans la prise en charge neurothérapeutique du COVID long.

L'extrait de feuille de Ginkgo biloba (EGb) contient plusieurs ingrédients bioactifs, tels que le bilobalide, la quercétine, les ginkgolides A-C, le kaempférol, l'isorhamnétine et la lutéoline. Ils ont divers effets pharmacologiques, dont l'amélioration de la mémoire et des fonctions cognitives. Le ginkgo biloba, par ses activités anti-apoptotiques, antioxydantes et anti-inflammatoires, a un impact sur les fonctions cognitives et sur d'autres maladies comme celles du COVID long. Les systèmes d'administration de médicaments basés sur la nanotechnologie pourraient constituer une approche permettant de remédier aux limites des composés antioxydants. Le développement de techniques expérimentales pour modéliser les espèces réactives de l'oxygène (ROS) a rendu possible l'étude du stress oxydatif dans le SNC. Ces méthodes, qui impliquent des produits de peroxydation lipidique, des inhibiteurs de la chaîne respiratoire mitochondriale et des modèles de lésions cérébrales ischémiques, seront fondamentales pour les futures découvertes liées au rôle du stress oxydatif dans les maladies neurologiques.

Dans une revue publiée dans Pharmaceutics, Thelma Akanchise et Angelina Angelova de l'Institut Galien Paris-Saclay (IGPS, UMR 8612 CNRS/UPSaclay, Faculté de Pharmacie, Orsay), émettent l'hypothèse des effets bénéfiques de l'EGb dans la gestion neurothérapeutique des symptômes à long terme du COVID-19, évalués à l'aide de modèles de stress oxydatif in vitro ou de modèles animaux in vivo pour aider à comprendre la physiopathologie des séquelles neurologiques de l'infection virale.

Contact : angelina.angelova@universite-paris-saclay.fr

L'administration locale des substances actives a pour objectif de maximiser et de prolonger leur durée d'action tout en diminuant l'exposition systémique et les risques de toxicité associés. Cependant, le plus souvent, les formulations administrées localement ne sont pas capables d'agir efficacement due à une diminution de plusieurs ordres de grandeur des concentrations auxquelles sont exposés les tissus à traiter. Dans ce contexte, une nouvelle génération de nanomédicaments de morphologie aplatie et ayant une activité intrinsèque a été conçue par des enseignants-chercheurs de l'Institut Galien Paris-Saclay (IGPS, CNRS/UPSaclay, Orsay) et de Chimie ParisTech (IRCP, CNRS UMR 8247). Ces nanomédicaments composés de glycosaminglycanes ont permis de réduire l’inflammation des muqueuses, sans ajouter de substances actives. Ces travaux, publiés dans la revue Journal of Controlled Release, présentent un moyen efficace de traiter l’inflammation des muqueuses en utilisant des particules ayant une activité antiinflammatoire intrinsèque.

Les glycosaminoglycanes forment une classe de polysaccharides naturellement présents dans l’organisme. Il a été démontré que la perte de la couche protectrice de glycosaminoglycanes à la surface de cellules urothéliales est à l’origine de l’augmentation de la perméabilité de l'urothélium. Ainsi, l'urothélium devient perméable aux substances toxiques et aux agents pathogènes. Cette perte de la couche de glycosaminoglycanes serait notamment à l’origine du Syndrome de la Vessie Douloureuse/Cystite Interstitielle. Aujourd'hui, la thérapie la plus utilisée pour traiter cette pathologie consiste à reconstituer la couche de glycosaminoglycanes. Cependant, l'efficacité de ces traitements est limitée par plusieurs facteurs tels que la faible perméabilité de l'urothélium aux macromolécules hydrophiles ainsi que la dilution et l'élimination rapide des glycosaminoglycanes par l’organisme. Par conséquent, des administrations répétées sont nécessaires pour atteindre des concentrations thérapeutiques efficaces. Ainsi, il existe un réel besoin clinique de développer de nouvelles formulations permettant d’atteindre ces concentrations thérapeutiques efficaces et permettre ainsi une diminution de la fréquence des administrations.

Dans ce contexte, une classe de nanoparticules aplaties et de forme hexagonale composées de polysaccharides a été développée par la Professeure Kawthar Bouchemal et ses collaborateurs. Ces nanoparticules, appelées nanoplaquettes, sont préparées par l'auto-association supramoléculaire et hiérarchique dans l’eau d'α-cyclodextrine et d'un polysaccharide hydrophobisé par une chaine d’acide gras (e.g., acide palmitique, acide oléique). Il a été démontré que ces nanoplaquettes étaient plus internalisées par les cellules et avaient une diffusion plus rapide dans l'eau que des nanoparticules sphériques. Il a été également démontré que les nanoplaquettes se fixaient rapidement à la muqueuse à une concentration plus faible que des nanoparticules sphériques, même si les deux types de particules ont des potentiels de surface comparables. De façon intéressante, les études de bioaccumulation et de bioélimination réalisées in vivo ont révélé que les nanoplaquettes étaient éliminées de la muqueuse de la vessie du rat moins rapidement que les nanosphères. Grâce à ces propriétés, l’administration de nanoplaquettes de glycosaminoglycanes chez le petit animal a réduit significativement les signes de l’inflammation de la vessie et a permis la régénération de la surface urothéliale.

En montrant la possibilité de traiter localement l’inflammation en utilisant des nanoplaquettes composées de glycosaminoglycanes sans utiliser de substances actives, ces travaux ouvrent la voie au développement de médicaments plus efficaces et mieux tolérés que les traitements actuels.

Contact : kawthar.bouchemal@chimieparistech.psl.eu

Avec l’augmentation des demandes à l’interface biologie et matériaux, et le développement de nouvelles sondes permettant l’imagerie dans le proche infra-rouge (au-delà de 850 nm), le Centre de Photonique pour la Biologie et les Matériaux (CPBM, ISMO, UMR8214, CNRS - Université Paris-Saclay) n’était plus en mesure de répondre à toutes les demandes qui lui étaient faites ! En effet, que ce soit les mesures de diffusion (FCS, FRAP) ou l’imagerie de durée de vie (FLIM), la détection dans le proche infra-rouge demeure actuellement un frein à ces recherches. La fenêtre proche infrarouge (NIR), également appelée fenêtre optique ou fenêtre thérapeutique, définit la plage de longueurs d'onde de 650 à 1350 nm où la lumière a une profondeur de pénétration maximale dans les tissus biologiques. Ce type de détection et d’analyse en microscopie n’est pas accessible en plateforme en France et n’est disponible que dans un nombre restreint d’équipes de recherche.

CoCom : un projet d’équipement en réponse à ce déficit ! CoCoM (pour Confocal Correlatif Multimodal) doit permettre une ouverture à la communauté de ces techniques, en s’appuyant sur l’expertise présente sur la plateforme CPBM et à l’ISMO dans ce domaine. Le couplage de ce système avec un module de super résolution dSTORM 3D, grâce au partenariat avec la société Olympus/Evident sera un puissant levier permettant de répondre aux problématiques en santé ou énergie de la communauté, intégré dans un environnement scientifique complet. Il est à noter qu’il existe aussi une forte demande en science des matériaux, que ce soit des équipes de recherche universitaire mais aussi pour nos utilisateurs du secteur privé. CoCoM peut aussi être considéré comme un équipement complémentaire des autres dispositifs présents sur le périmètre de l’Université Paris-Saclay, par exemple dans le cas du développement de l’Imagerie Photo Acoustique qui combine excitation lumineuse et ondes sonores pour, notamment, suivre, in vivo, l'injection de médicaments encapsulés dans des nanoparticules. A l’aide de CoCoM, l’analyse de la distribution tissulaire et cellulaire sur des coupes histologiques de tissus deviendra possible pour valider les images photoacoustiques obtenues grâce au système Vevo LAZRX acquis par l'UMR-S 1180 (INSERM/UPSaclay, Orsay) en collaboration avec l’Institut Galien Paris-Saclay - IGPS (équipement également acquis grâce à une dotation SESAME de la région, 2019), réalisant de l’imagerie photoacoustique.

Soumis à l’appel à projets régional SESAME 2022 pour un budget total de 445 k€, CoCoM fait aujourd’hui partie des 4 projets UPSaclay sélectionnés par la région Île-de-France, et recevra à ce titre une subvention de 245 k€. CoCoM a déjà obtenu les compléments de financement par différents AAP et partenaires (le GIS-IBiSA, l’Université Paris-Saclay, l’ISMO, le PPSM, l’IGPS, l’ICMMO). Ces financements vont donc permettre de finaliser l’acquisition d’un microscope confocal i) multimodal permettant l’imagerie spectrale de fluorescence confocale (ISC), l’imagerie de durée de vie de fluorescence (FLIM) et la spectroscopie de corrélation de fluorescence (FCS), ii) disposant d’un large domaine spectral dans le proche Infra-Rouge (IR), et iii) évolutif, permettant, d’intégrer des outils de super-résolution et de réaliser des développements technologiques pour l’acquisition de spectre d’excitation et une détection élargie.

Cette combinaison de caractéristiques en fera un équipement unique en France et en Europe, accessible à une large communauté de scientifiques, et permettra par exemple de répondre aux demandes grandissantes dans le domaine de la santé incluant notamment les matériaux biomimétiques, la cartographie super-résolue de sondes moléculaires en milieux biologiques, le suivi de nanoparticules et nano-médicaments, ou l’imagerie cellulaire. Le microscope répondra aussi aux besoins de caractérisation d’interfaces ou de surfaces très présents chez les utilisateurs de la plateforme, notamment dans le domaine de l’énergie et du développement durable : photocatalyse, photosynthèse artificielle, photovoltaïque et nouveaux catalyseurs.

Aussi, le 23 janvier dernier, le Centre de Photonique pour la Biologie et les Matériaux publiait son premier un Scoop-it® / FOCUS PLATEFORME : Le relire ?

Contact : Ludivine Houel-Renault (ludivine.houel-renault@universite-paris-saclay.fr)

Plug In Labs Université Paris-Saclay : cliquer ICI

ISMO UMR 8214 / Centre de Photonique pour la Biologie et les Matériaux (CPBM). Le Centre de Photonique pour la Biologie et les Matériaux (CPBM) est une plateforme de l'Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay (ISMO - UMR8214). C'est une plate-forme technologique d'imagerie de la dynamique de fluorescence ouvertes à des utilisateurs tant académiques qu'industriels. L'ensemble de l'activité de recherche du centre est structuré en 2 thèmes principaux : i) imagerie de fluorescence multimodale pour des applications biomédicales, environnementales et en chimie et ii) développements en instrumentation optique pour des études de surfaces en chimie et biologie.