Life Sciences Université Paris-Saclay

L’unité INRAE / Infectiologie Expérimentale des Rongeurs et Poissons (IERP) et l'unité ENS Paris Saclay/ Lumière, Matière et Interfaces (LuMIn) ont lancé l'initiative MesoSPIM Paris-Saclay en septembre dernier.

Il est possible chimiquement de rendre transparents des échantillons biologiques fixés pour les imager en profondeur par des techniques de transparisation. Co-développées avec des dispositifs innovants de microscopie tridimensionnelle (3D), ces techniques ont révolutionné un grand nombre de domaines de la biologie en permettant la visualisation 3D d'objets biologiques complexes et de grande taille à des résolutions cellulaires. L’IERP a été leader dans le développement de ces techniques pour des applications en Santé Animale à INRAE. Face aux limites instrumentales actuelles, l'IERP et le LuMIn se sont associés pour s'engager dans l'aventure MesoSPIM : une communauté open-source (https://mesospim.org/) qui propose les plans de montage et les logiciels d’acquisition de Microscopes basés sur l’Illumination Sélective d'un Plan par une nappe de lumière (SPIM) capables d’imager de grands échantillons transparisés à une échelle mésoscopique (du mm au cm).

La communauté MesoSPIM propose plusieurs configurations de microscopes, parmi lesquelles nous avons fait le choix du système Benchtop pour des critères de dimension maximale de l’échantillon observable, de résolution transversale et axiale, de modularité de configuration (passage d’échantillons de tailles variées, régimes de résolution…), d’optimisation de la vitesse d’acquisition, et enfin de volumétrie des données acquises, nécessitant la prise en compte du stockage des données. A ce jour, 33 systèmes ont été répertoriés à travers le monde et celui de l'Université Paris Saclay sera le 1er en France.

L’implémentation du système a été initié en Septembre 2024 dans les locaux de l'ENS Paris Saclay. Après 4 mois et grâce à l'implication de Tristan Brechignac, étudiant de SupOptique co-encadré par les biologistes et les physiciens du projet, les premiers échantillons ont été imagés avec succès ! Le MesoSPIM a été déménagé dans les locaux de l'IERP début 2025 et accueillera les scientifiques de la communauté dès son inauguration le 6 juin prochain à INRAE, Jouy en Josas https://mesospim-upas.sciencesconf.org

La configuration BenchTop (petite taille et transportable), sera idéale pour l'organisation de formations en imagerie, d'ateliers pratiques (MiFoBio) et de démonstrations lors de journées d’animation scientifiques. Les spécificités du système sont : i) Imagerie de grands volumes : Capable d'imager des échantillons de grande taille (plusieurs cm) avec une excellente qualité d'image (résolution spatiale 1.5 µm en latéral, 3.3 µm en axial sur l'ensemble du champ d'observation) ; ii) Axe d’illumination bilatéral, détection horizontale, rotation de l’échantillon à 360° ; iii) Adaptabilité : Compatible avec divers milieux de transparisation et indices de réfraction (cuves d'observation de formes et dimensions variables) ; iv) Vitesse d'acquisition : Acquisition rapide des données volumétriques ; v) Communauté open-source : Développement et partage des caractéristiques techniques au sein de la communauté MesoSPIM; vi) Flexibilité : Le microscope est modulaire, ce qui permet de l'adapter facilement à différents types d'échantillons et de configurations expérimentales.

En savoir plus ? Vladimirov et al., Nat Commun 2024

-> Contacts : Christelle Langevin (christelle.langevin@inrae.fr) et François Marquier (francois.marquier@ens-paris-saclay.fr)

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Enfin, en juin 2020, mars 2021, mars 2023 et mars 2024, l’IERP publiait ses premiers FOCUS PLATEFORME… Redécouvrez- les aujourd’hui !

• FOCUS PLATEFORME : Le poisson-zèbre EOPS : une innovation technologique aux retombées majeures en infectiologie et en microbiologie
• FOCUS PLATEFORME : Clarification des tissus et imagerie 3D pour l'étude des maladies des poissons
• FOCUS PLATEFORME : Un dispositif de cytométrie en flux original pour le tri et l’analyse d’objets biologiques complexes sur le plateau de Saclay !
• FOCUS PLATEFORME : SAVE THE DATE ! le 12 juin 2024, pour une journée d’animation scientifique à l’IERP, éligible au titre de la formation continue en expérimentation animale

INRAE / Infectiologie expérimentale des rongeurs et poissons (IERP). L'infrastructure scientifique collective IERP, labélisée IBISA, a pour principales missions la production et la fourniture d'animaux à statut sanitaire et génétique défini, la réalisation d'expérimentation in vivo en milieu confiné et le phénotypage des animaux en expérimentation. Ouverte à la communauté, elle a un rôle d'interface entre les laboratoires académiques, les industriels et les acteurs de la filière et offre des services standards ou à façon. Les projets hébergés couvrent les domaines de l'infectiologie, l'immunologie, la génétique, la physiologie et le lien entre hôte - microbe et environnement. Les spécificités de l'infrastructure sont donc son ouverture, son expertise en infectiologie associée à la fourniture d'accès à des locaux confinés (NSB2) pour la manipulation d'agents pathogènes et d'OGM; sa pisciculture expérimentale hors sol hébergeant des espèces aquacoles (truite et carpe) et des poissons-zèbres. Le plateau de phénotypage comprend des équipements de pointe distribués au sein même des dispositifs pour limiter le stress lié au transport des animaux et éviter les ruptures de confinement lors des expériences en NSB2. Les technologies proposées couvrent les besoins en imagerie in vivo (à fluorescence et bioluminescence), en transparisation et imagerie à feuille de lumière, en cytométrie d'organismes biologiques complexes (larves de poissons zèbres, organoïdes) et les études comportementales (systèmes home made, Noldus, Viewpoint). L'infrastructure est partie intégrante de réseaux thématiques (Emerg'in, Aquaexcel 3.0, Frontinov, PAHW, InnaSCo) et disciplinaires (RmuI, ImaBio, Rt-mfm, SBEA) nationaux et internationaux.

PAPPSO est une plateforme experte dans l'analyse des protéomes, qui se distingue, entre autres, par sa capacité à analyser de grandes cohortes d'échantillons très complexes. Pour repousser encore ses limites et pouvoir réaliser des analyses à haut-débit, PAPPSO s'équipera prochainement d'un nouveau spectromètre de masse ultra-rapide et sensible. Cet instrument sera installé courant 2025 à l'IDEEV, dans les locaux du site de PAPPSO adossé à l'UMR Génétique Quantitative et Evolution - Le Moulon.

L'achat de ce nouvel équipement sera réalisé grâce à l'obtention de plusieurs cofinancements, dont 514 k€ issus de la région Île-de-France. Cette subvention vient récompenser le projet ProteHAD pour "PROTEomique à Haut-débit pour l'Agriculture de Demain", lauréat de l'appel d'offre SESAME 2024. Au travers de ce projet, PAPPSO vise à promouvoir la protéomique comme un outil d’analyse de premier plan dans les recherches menées actuellement dans les domaines de l’amélioration des plantes et de l’agroécologie. Utilisée dans des approches de biologie des systèmes, la protéomique représente en effet une source unique d’informations moléculaires pour expliquer, modéliser et prédire le phénotype des plantes en réponse à des interactions biotiques ou abiotiques ainsi que les relations plante-sol. La biologie des systèmes nécessite de prendre en compte la diversité génétique des espèces étudiées par la mise en œuvre de dispositifs expérimentaux comportant un très grand nombre d’échantillons. Grâce à l'acquisition d'un spectromètre de masse de dernière génération, PAPPSO pourra analyser en routine le protéome de grandes cohortes d’échantillons, sans faire de compromis sur les protéines de faible abondance telles que celles impliquées dans la régulation de l’expression des gènes. Au niveau de Paris-Saclay, ce nouvel équipement permettra de structurer une offre analytique unique en science du végétal, ouvrant ainsi la voie à des projets de recherche ambitieux et innovants.

-> Contact : Mélisande Blein-Nicolas (melisande.blein-nicolas@inrae.fr), Céline Henry (celine.henry@inrae.fr)

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Envie de (re)lire les précédents FOCUS PLATEFORME de PAPPSO ? FOCUS PLATEFORME : Plateforme d'Analyses Protéomiques de Paris Sud-Ouest (PAPPSO) : de la Protéomique à la Métaprotéomique, à la recherche de biomarqueurs ! (25-nov.-19) FOCUS PLATEFORME : Un nouvel élan pour la Plateforme d’Analyse Protéomique de Paris Sud-Ouest (PAPPSO) (29-mai-23).

Plateforme d’Analyse Protéomique de Paris Sud-Ouest (PAPPSO). L'objectif de la Plateforme d'Analyse Protéomique de Paris Sud-Ouest (PAPPSO) est de mettre à disposition des équipes qui s'adressent à elle un équipement, une compétence scientifique et un savoir-faire adaptés aux questions posées, depuis les plus simples (identification de protéines provenant d'un organisme entièrement séquencé) jusqu'aux plus complexes (quantification relative ou semi-absolue des variations, dynamique des modifications post-traductionnelles,...), dans le cadre de collaborations et de prestations. PAPPSO réunit deux plateaux techniques complémentaires. L'un, adossé à l'UMR Génétique Quantitative et Evolution ? Le Moulon (Gif-sur-Yvette), est spécialisé dans la biologie végétale (espèces modèles et cultivées), et l'autre, adossé à l'UMR Microbiologie de l'Alimentation au service de la Santé (MICALIS, Jouy-en-Josas), est spécialisé en microbiologie, biologie animale (modèles bovin, murin) et, plus ponctuellement, en biologie humaine. Ses équipements de toute dernière génération permettent à PAPPSO de proposer la réalisation d'analyses par spectrométrie de masse, avec ou sans pré-fractionnement des protéines ou des peptides, et avec ou sans marquage isotopique. PAPPSO s'est spécialisée dans le haut débit (analyse quantitative de cohortes de grande taille), dans l'analyse d'échantillons très complexes (métaprotéomique), et dans la peptidomique. Elle développe les outils de bioinformatique et d'analyse de données qui permettent de traiter ce type d'expérience, et accompagne les utilisateurs dans l'interprétation de leurs données.

La plateforme Observatoire du Végétal - Chimie Métabolisme dite OV-Chimie (Institut Jean Pierre Bourgin - Sciences du végétal, IJPB, centre INRAE de Versailles-Saclay) est dédiée à l’analyse des petites molécules du végétal, grâce notamment au développement d’analyses métabolomiques ciblée et non ciblée par spectrométrie de masse.

Le projet CONNEXION, porté conjointement par l’OV-Chimie et l’Institut Lavoisier de Versailles (ILV), appuyé par le consortium SMaCS et soutenu par l’Université Paris-Saclay, a été proposé courant 2024 à la région Ile-de-France dans le cadre de l’appel d’offre SESAME. CONNEXION s’inscrit dans le développement de la bioéconomie, avec pour objectifs de contribuer à produire de la biomasse en quantité et qualité et de la transformer en molécules à haute valeur ajoutée, dont certaines pour usage agricole ou leur rôle dans la nutrition, grâce à des méthodes d’analyse chimique de pointe comme la spectrométrie de masse (MS).

CONNEXION vient d’obtenir une subvention de 500 k€ de SESAME, qui s’ajoutant aux financements acquis (fonds propres des unités porteuses, GIS IBISA, EUR SPS, ANR, CNRS, AAP Emergence…) devrait permettre l’acquisition en 2025 de deux spectromètres de masse, dont un de très haute résolution couplé à une chromatographie liquide (LC) bidimensionnelle (LC/extraction sur phase solide en ligne (LC/SPE en ligne) + LC Ultra Haute Performance UHPLC), pour l’OV-Chimie.

L’achat de cet équipement permettra une caractérisation plus exhaustive des composés présents tels que les métabolites spécialisés, les lipides ou les oligosaccharides afin i) d’acquérir une meilleure connaissance des mécanismes qui sous-tendent la capacité des plantes à s’adapter à des conditions extrêmes et se défendre contre les attaques pathogènes, ii) de découvrir de nouvelles molécules bioactives utilisables en agriculture, nutrition et/ou en pharmacologie, et iii) de mieux caractériser les produits issus des cultures pour développer les filières industrielles du biosourcé. Selon la configuration utilisée, le nouvel équipement permettra par la SPE en ligne de réduire les étapes chronophages de préparation des échantillons, ou par la deuxième séparation chromatographique de multiplier le pouvoir de séparation et donc l’exhaustivité de l’analyse. Cet appareil pourra aussi être utilisé pour toute approche de métabolomique ou lipidomique appliquée aux sciences de la vie.

-> Contacts : François Perreau (francois.perreau@inrae.fr) et Aline Voxeur (aline.voxeur@inrae.fr)

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Aussi, le 13 janvier 2020, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME. Le relire ? FOCUS PLATEFORME : L'analyse des métabolites spécialisés des plantes : un outil pour l'étude des interactions plantes/microorganismes, une spécificité de la plateforme Chimie-Métabolisme-Métabolome de l'Observatoire du Végétal

IJPB / Observatoire du végétal - Plateforme Chimie-Métabolisme. La plate-forme "Observatoire du végétal, Chimie-Métabolisme" propose la quantification, la caractérisation et l'identification de composés chimiques du végétal : les hormones végétales et autres molécules signalisantes, les métabolites centraux (sucres, acides aminés, acides organiques) ou spécialisés (flavonoîdes, caroténoïdes, sphingolipides, glucosinolates, ...), ainsi que les composés issus de la biomasse végétale (oligosaccharides, paroi végétale, polyphénols,...). Elle se fonde sur l'expertise de ses agents en analyse de chimie du végétal, ciblée et non ciblée et en traitement des données (statistiques, réseaux moléculaires) pour la métabolomique, la lipidomique et l’oligoglycomique. Elle s'appuie aussi sur des appareils de chromatographie, notamment couplés à de la spectrométrie de masse performante (GC-MS, UPLC-MS/MS, UPLC-Q-TOF). La plate-forme a noué plusieurs collaborations industrielles ces dernières années (LVMH, Syngenta, Nestlé, Sederma).

La plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaires (PIM) a été créée en 2010 et résulte de l’extension d’un service de microcalorimétrie mis en place dès 2000 sur le périmètre Paris-Saclay. Cette plateforme fait aujourd’hui partie des 17 plateformes (https://www.i2bc.paris-saclay.fr/facilities/) de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette, Institut Joliot, CEA, Saclay). Redécouvrez toutes ces plateformes via un FOCUS PLATEFORME dédié !

L'objectif de la plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaires (PIM) est de proposer aux utilisateurs un ensemble unique de techniques permettant de détecter et de quantifier les interactions entre molécules biologiques (interactions protéine-ligand, protéine-protéine, protéine-acides nucléiques…). Cette plateforme fait partie de l’infrastructure nationale FRISBI et est labellisée IBISA (pôle BioStruct@UPsay, I2BC).

Le financement obtenu dans le cadre de l’AAP SESAME 2024 (projet SINGLEMOL@UPSACLAY) porte sur l'installation du premier instrument de mesures des interactions macromoléculaires à l'échelle de la molécule unique sur une plateforme académique ouverte. Des entreprises privées ont récemment mis au point des technologies disruptives qui permettent d'effectuer ces analyses à l'échelle de la molécule unique au sein d'un seul instrument, rendant la technologie accessible à un plus grand nombre d'utilisateurs. Ces appareils de mesures par pinces optiques, tels que le système C-Trap® (Lumicks), constituent une révolution dans le domaine car il intègre au sein d'un seul instrument la microfluidique, la microscopie en temps réel, et les mesures de force à l'échelle du picoNewton. En complément du financement SESAME de la région Ile-de-France, ce projet s'appuie sur un soutien financier important de FRISBI, de l'I2BC, de l'institut Jacob du CEA (Fontenay aux Roses) et de l'Institut Pasteur (Paris). Cet investissement est, de plus, très complémentaire des investissements majeurs réalisés ces dernières années à l'I2BC et à SOLEIL en cryomicroscopie électronique, en imagerie super-résolution et FIB-SEM et en mesure d’interactions des protéines, car il permettra d'apporter des informations fonctionnelles cruciales sur les assemblages moléculaires au cœur des mécanismes du vivant.

Le C-Trap® … comment cela fonctionne-t-il ? Dans le C-Trap®, deux faisceaux de lumière focalisée sont générés et sont suffisamment puissants pour piéger des billes microscopiques entre lesquelles sont fixés des filaments nucléiques ou protéiques (actines, tubulines). Les faisceaux permettent également de piéger des séparations de phase liquide-liquide ou condensats (Figure 1A). Le C-Trap ou les technologies équivalentes de dernière génération incorporent donc dans un même ensemble un système micro-fluidique intégré qui sépare les réactifs, via des canaux à flux laminaire voisins, sans barrières physiques, avec un système de microscopie qui permet la visualisation simultanée et en temps réel de molécules isolées et marquées par fluorescence (Figure 1B). Ils offrent enfin la possibilité d'étirer et de relâcher les molécules capturées entre deux billes. Selon la nature des objets piégés par les pinces optiques (billes greffées, gouttelettes), différentes applications sont possibles. La technologie proposée permettra par exemple, i) de visualiser par microscopie de fluorescence le déplacement de protéines ou d’assemblages moléculaires complexes sur des filaments nucléiques ou protéiques, greffés sur des billes piégées entre des pinces optiques, ii) de caractériser les forces mises en œuvre lors de changements de conformations de ces filaments nucléiques ou protéiques, induits par des moteurs moléculaires (Figure 1B), iii) de mesurer les propriétés physico-chimiques de viscosité de condensats capturés entre ces pinces optiques, et iv) d'exercer des forces sur des récepteurs de cellules déposés sur une surface et d'analyser les cascades de signalisation produites.

Légende Figure : Décrypter les mécanismes moléculaires à l’échelle de la molécule unique. A Représentation des différents modes expérimentaux exploitant l'utilisation de pinces optiques combinées à la microscopie confocale pour étudier les interactions dynamiques au niveau de la molécule unique. B (Gauche) Représentation des protéines interagissant dynamiquement avec l'ADN. Les lignes vertes représentent le déplacement en temps de plusieurs protéines fluorescentes interagissant avec un ADN double brin fixé entre deux billes piégées par des lasers. (Droite) Exemple de courbe force-vs-distance montrant l'activité d'une protéine dissociant de l'ADN double-brin et formant de l'ADN simple brin moins résistant.

Cet investissement fédère 27 équipes de 12 instituts en Île-de-France, qui ont, pour certaines d'entre elles, une expertise reconnue dans l'étude des molécules uniques. Cet instrument sera disponible pour les acteurs de la recherche publique ou privée en Île-de-France et sur le territoire national. Il s'agit d'une technologie de rupture qui accroîtra de façon importante le rayonnement de la région autour de l'étude des mécanismes moléculaires et cellulaires, dans le domaine des Sciences du Vivant et de la Santé. Cette technologie de pointe viendra renforcer le parc d'instruments uniques de l'Université Paris-Saclay, accessibles via des plateformes ouvertes appartenant aux infrastructures nationales FRISBI et FranceBioImaging.

-> Contacts : Stéphanie Marsin (stephanie.marsin@i2bc.paris-saclay.fr) ou simplement plateforme-pim@i2bc.paris-saclay.fr

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Envie de (re)lire les précédents FOCUS PLATEFORME de PIM ?

• 23 novembre 2000 : La microcalorimétrie au service de l'étude des interactions moléculaires : un nouveau mode de fixation du fer par son transporteur chez la bactérie Pseudomonas aeruginosa
• 21 novembre 2022 : Une nouvelle activité prise en charge par I2BC / PIM : les aReps, des protéines artificielles pouvant fixer spécifiquement toute cible protéique d’intérêt !
• 12 juin 2023 : La plateforme PIM et l'équipe IntGen de l'I2BC opère maintenant un HeliX+ pour sa technologie switchSENSE !

I2BC / Plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaires (PIM). La Plateforme de mesures d'Interactions Macromoléculaires (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-RALS-LALS, BLI, SPR, switchSENSE. Les prestations offertes par la plateforme concernent : 1) La caractérisation biophysique de protéines ou de complexes biologiques (SEC-RALS-LALS, UCA), 2) L'analyse d'interactions biologiques (ITC, SPR, BLI, switchSENSE, MST), 3) L'analyse de la stabilité des macromolécules et des complexes biologiques pour notamment aider à la formulation (DSC, DSF). Les appareils et prestations sont mis à disposition de l'ensemble des laboratoires de l'Université Paris-Saclay, des autres laboratoires académiques ainsi qu'aux industriels. Pour plus d'informations concernant ces prestations : plateforme-pim@i2bc.paris-saclay.fr. 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, la génération et production de protéines artificielles (αRep) et ii) les plateaux techniques d'Expression de protéines solubles ou membranaires en levures, Expression des protéines en cellules d'insectes.

A propos de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC - UMR 9198). L’I2BC est une Unité Mixte de Recherche (CEA, CNRS, Université Paris-Saclay), accueillant une soixantaine d’équipes de recherche et hébergeant 17 plateformes technologiques, réparties en 6 pôles.

Les matériaux à base de graphène suscitent un intérêt considérable en raison de leurs propriétés uniques et polyvalentes dans des secteurs aussi variés que l'énergie, l'électronique, la photonique, ou encore les applications biomédicales. Cependant, la production et l'utilisation croissantes de ces matériaux nécessitent une évaluation approfondie de leur impact potentiel sur la santé humaine.

L’étude collaborative entre la plateforme de marquage isotopique et la plateforme imagerie ex-vivo (beta-imagerie) du Département Médicaments et Technologies pour la Santé – DMTS (Institut Joliot, CEA Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette) a démontré que le radio-marquage combiné à la radio-imagerie sont des techniques puissantes pour évaluer la biodistribution de composés au sein de l'animal entier jusqu'au niveau cellulaire (Sallustrau et al., Nanoscale 2023). En effet, ce travail donne un aperçu de l'impact chez la souris, sur une période d'une année, d'une exposition répétée à de faibles doses versus d'une exposition aiguë à une forte dose de feuillets de graphène administrés par voie respiratoire. Les résultats ont montré que la majeure partie de la radioactivité se retrouvait dans les poumons dans les deux cas, avec des temps d'élimination plus longs dans le cas de l'administration aiguë à forte dose. Pour la première fois, la μ-autoradiographie a été utilisée pour détecter la présence de feuillets de graphène dans les cellules pulmonaires isolées des poumons de souris exposées. Dans l'ensemble, ces résultats montrent l'accumulation à long terme du matériau dans les poumons sur une année, quel que soit le protocole d'administration (répétées vs. aiguë), et la biopersistance plus élevée du matériau en cas d'exposition aiguë à forte dose. De façon intéressante, nous avons observé que, contrairement à d’autres nanomatériaux carbonés étudiés (nanotubes de carbones, graphène oxydé), les feuillets de graphène traversent très peu, voir pas, la barrière air-sang pulmonaire vers d’autres organes (foie, rate, reins…), probablement du fait de leur architecture en feuillet.

Le marquage isotopique est souvent associé au développement de médicaments car il offre aux chercheurs un moyen quantitatif et hautement sensible d’évaluer le devenir in vivo de molécules d’intérêt biologique. Les isotopes de l’hydrogène (2H, 3H) et du carbone (11C, 13C, 14C) sont des références en termes de traceurs mais leur incorporation au sein des molécules par radiosynthèse peut se révéler complexe et coûteuse. La plateforme de marquage isotopique du Service de Chimie Bioorganique et de Marquage -SCBM dispose d’une expertise unique dans le radiomarquage de petites molécules organiques et de nanoparticules carbonées. Cette dernière a récemment mis au point plusieurs méthodes de marquage innovantes et efficaces permettant de marquer des molécules bioactives ainsi que des médicaments par les isotopes du carbone et de l’hydrogène (2H, 13C, 3H, 14C), ceci en dernière étape de synthèse, limitant ainsi les coûts et les déchets. Dans le cadre particulier du marquage de nanoparticules carbonées (nanotubes de carbones, graphène) le carbone-13 (13C, isotope stable) et le carbone-14 (14C, isotope radioactif émetteur de β-, T1/2 = 5730 ans), sont des isotopes particulièrement intéressants car ils peuvent être incorporés au sein de la structure de la nanoparticule sans en modifier les propriétés physico-chimiques, permettant ainsi d’étudier leur comportement et leur devenir in vitro et in vivo.

La plateforme imagerie ex-vivo (beta-imagerie) du Service d’Ingénierie Moléculaire pour la Santé - SIMoS possède deux équipements uniques de radio-imagerie (µ- et β-imager 2000 de chez Biospace Lab) capables de détecter des isotopes radioactifs (3H, 14C et 99mTc) avec une très grande sensibilité, de l’ordre de la femtomole, et une résolution adaptée aux isotopes de faibles énergies (3H et 99mTc, 10-100 µm). Les échantillons analysés sur ces appareils sont divers, comprenant des gels SDS-PAGE transférés sur membranes PVDF, des coupes d’organes, ou encore des coupes de corps entier obtenues après l’administration in vivo des composés radiomarqués chez le petit animal. Ainsi, pour un composé radiomarqué donné, il est possible i) d’évaluer l’impact de la voie d’administration (intraveineuse, intrapéritonéale, sous-cutanée, intranasale, intra-trachéale, intracérébroventriculaire) sur sa pharmacocinétique et sa biodistribution, ii) d’observer son éventuel passage des barrières biologiques (air-sang, hémato-encéphalique, materno-fœtale), et même iii) de repérer les zones tissulaires précises, telle que les aires cérébrales, dans lesquelles il rencontre ses cibles d’interaction privilégiées.

Besoin d’une expertise sur ces sujets, ou envie d’une collaboration ? N’hésitez pas à nous contacter !

-> Contact : Antoine Sallustrau (antoine.sallustrau@cea.fr), Mathilde Keck (mathilde.keck@cea.fr), ou encore « Plateformes de marquage isotopique et d’imagerie ex-vivo » (Plateforme-Isotopes-PK-Biodis@cea.fr)

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Plateforme de marquage isotopique. Cette plateforme possède une expertise (unique sur Paris-Saclay) en synthèse de composés marqués avec des isotopes stables (2H / deutérium et 13C / carbone-13) et par des isotopes radioactifs de type bêta (3H / tritium, 14C / carbone-14 et 125I / iode-125. 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. Enfin, la plateforme propose des solutions pour le traitement de déchets liquides radioactifs, en particulier ceux contenant du carbone-14 et du tritium.

Plateforme imagerie ex-vivo (beta-imagerie). Le marquage de biomolécules avec des isotopes tels que le tritium ou le carbone-14 permet d'établir les propriétés pharmacocinétiques ainsi que la biodistribution tissulaire de différents types de molécules que ce soit dans un contexte d'études de toxicité (nanotoxicologie, neurotoxicité) ou de développement pré-clinique de molécules thérapeutiques. Ce dernier objectif peut être atteint en utilisant des radio imageurs numériques, tels que ceux développés par la société Biospacelab (BetaIMAGER® TRACER). Le bêta-imageur permet d'acquérir des images en temps réel, avec une sensibilité de comptage extrême (0,007 cpm/mm2 pour le tritium et 0,01 cpm/mm2 pour le carbone-14) et une quantification absolue du signal. Ces études de biodistribution sont typiquement effectuées sur des modèles rongeurs et permettent d'adresser des questions concernant par exemple la capacité des molécules étudiées à passer les barrières physiologiques (intestinales, hémato-encéphaliques ou materno-fétale) ou à transloquer d'un compartiment tissulaire vers un autre.

A propos de l’Institut des sciences du vivant Frédéric Joliot : L’Institut des sciences du vivant Frédéric-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). Joliot est implanté principalement sur le centre CEA-Paris-Saclay, mais aussi Orsay et Gif-sur-Yvette en ce qui concerne le territoire Paris-Saclay.

Vous avez dit marquage isotopique par le tritium ? Découvrez ci-dessous une nouvelle méthode mise au point au sein du Service de Chimie Bioorganique et de Marquage (SCBM, Département Médicaments et technologies pour la Santé, Institut Joliot, CEA, Centre de Paris-Saclay) et tout particulièrement sa plateforme de marquage isotopique, le tout dans le contexte d’une collaboration internationale, avec des chercheurs de l’Indian Institute of Technology Bombay et de l’Université de Fribourg.

Les molécules deutérées et tritiées connaissent une utilisation croissante dans des domaines variés tels que la santé, l'environnement et l'affichage. L'incorporation de deutérium dans les principes actifs permet notamment de ralentir leur vitesse de métabolisation, réduisant ainsi les doses à administrer aux patients et les effets secondaires associés à leur ingestion. Dans le domaine de l'affichage, l'utilisation de molécules deutérées permet d'augmenter significativement la durée de vie et, dans certains cas, les performances des écrans OLED (Organic Light Emitting Diodes). En recherche pharmaceutique, l'incorporation d'atomes de tritium dans un candidat médicament fournit des informations essentielles pour sa mise sur le marché, notamment concernant sa distribution, son absorption et son excrétion in vivo.

L'un des défis majeurs pour les chimistes aujourd'hui est de développer des méthodes efficaces et, si possible, à large spectre, permettant d'incorporer des atomes de deutérium et de tritium dans des molécules complexes (médicaments, fluorophores...) en une seule étape de synthèse à partir de la molécule d'intérêt. Dans ce contexte, un travail collaboratif entre des équipes de recherche indiennes et allemandes et des chercheurs de la plateforme de marquage isotopique a permis de mettre au point une nouvelle méthode de marquage efficace et polyvalente. Cette approche permet l'incorporation d'un grand nombre d'atomes de deutérium et de tritium sur des molécules complexes en utilisant l'eau lourde ou l'eau radiomarquée au tritium comme source isotopique. La méthode développée utilise un précatalyseur de palladium et un ligand disponibles commercialement et stables à l'air ce qui facilite sa mise en œuvre. Cette combinaison permet d'échanger plusieurs atomes d'hydrogène par des atomes de deutérium ou de tritium sur des molécules complexes telles que les principes actifs. En savoir plus ? Chitrala et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2024.

Ces avancées pourraient faciliter l'accès à des molécules à haute valeur ajoutée, notamment des standards internes pour la quantification ou des analogues radiomarqués de candidats médicaments.

-> Contact : Grégory Pieters (gregory. pieters@cea.fr)

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Plateforme de marquage isotopique. Cette plateforme possède une expertise (unique sur Paris-Saclay) en synthèse de composés marqués avec des isotopes stables (2H / deutérium et 13C / carbone-13) et par des isotopes radioactifs de type bêta (3H / tritium, 14C / carbone-14 et 125I / iode-125. 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. Enfin, la plateforme propose des solutions pour le traitement de déchets liquides radioactifs, en particulier ceux contenant du carbone-14 et du tritium.

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.

L’UMS IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) compte à ce jour 11 plateformes dont CYM (Responsable : Marie-Laure Aknin, IE, Inserm).

Que vous soyez une équipe de recherche académique ou industrielle, le personnel de la plateforme est à votre disposition pour vos analyses et pour développer de nouvelles techniques en lien avec la cytométrie en flux nécessaires à vos projets. Par exemple, la cytométrie en flux est un outil performant et pertinent pour répondre aux exigences des projets de recherche académique et industrielle visant la caractérisation physiologique ou antigénique de populations bactériennes.

Dans le cadre d’un projet collaboratif sur le rôle du microbiote dans les pathologies du métabolisme hépatique, Vanessa Liévin-Le Moal de l’unité «Inflammation, Microbiome and Immunosurveillance» (UMR-S 996 Inserm/UPSaclay) a sollicité la plateforme CYM en 2020 pour la caractérisation par cytométrie en flux des bactéries dans son modèle et l’étude du suivi de la viabilité bactérienne.

CYM en a profité pour relever un défi : mettre au point un protocole d’analyse plus sûr et pratique pour les expérimentateurs qui minimise l’utilisation de réactifs de type Cancérogène, Mutagène et Reprotoxique (CMR) et qui prévient/prémuni du risque de contamination notamment des équipements et du personnel par des bactéries vivantes. Une solution : un protocole d’étude de viabilité compatible avec une fixation des échantillons. C’est dans ce contexte que Sophie Servain Viel (IE, Inserm, CYM) a conduit le développement et la validation d'un protocole permettant le marquage de la viabilité en utilisant, avant la fixation des bactéries, les colorants non CMR : les « Fixable Viability Dye eFluor™ » qui sont généralement utilisés sur les cellules eucaryotes. Cela a permis d’éliminer le risque d'exposition biologique, et d’éviter l'utilisation de réactifs tels que l’iodure de propidium, dangereux pour la santé (classé CMR). Étant donné que les bactéries ont des caractéristiques de taille et de granularité très similaires à celles des évènements considérés comme bruit de fond dans les analyses classiques de cytométrie en flux, une étape de marquage de l'ADN bactérien avec SYTOTM ou DRAQ5TM a été ajoutée, permettant de détecter de façon fiable ces cellules procaryotes. Ce protocole permet le suivi de l’altération de populations bactériennes en culture au cours du temps et il est compatible avec des étapes de perméabilisation. En partenariat avec la plateforme MIPSIT (Responsable : Séverine Domenichini, IE CNRS), un protocole compatible avec des acquisitions en microscopie (e.g. microscopie confocale) a été mis au point. Cette approche complémentaire illustre et renforce la fiabilité et la complémentarité des résultats obtenus.

Ce travail collaboratif entre CYM, la plateforme MIPSIT et l’UMR-996 a fait l’objet d’une Technical Note (Servain-Viel et al., Cytometry Part A, 2023) et permet d’offrir de nouvelles perspectives d’étude et analyse.

Notre expertise est maintenant à votre disposition pour vous accompagner dans vos projets de cytométrie en flux appliquée à la microbiologie !

-> Contact : Sophie Viel (sophie.viel@universite-paris-saclay.fr)

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La plateforme a déjà publié quatre FOCUS PLATEFORME, n’hésitez-pas à les relire !

• FOCUS PLATEFORME : PLAIMMO devient CYM, et les plateformes de cytométrie de l’Université Paris-Saclay se mettent en réseau : CypSay ! (13-mai-2024).
• FOCUS PLATEFORME : Le tri de cellules infectées, humaines ou transfectées : de nouvelles possibilités offertes aujourd'hui par PLAIMMO ! (28-juin-2021).
• FOCUS PLATEFORME : PLAIMMO met en service un nouveau lecteur haute performance : Un QuickPlex® SQ 120 (Meso Scale Discovery, MSD) ! (12-avr.-2021).
• FOCUS PLATEFORME : PLAIMMO : une plateforme spécialisée en cytométrie de flux, à votre écoute ! (20-juil.-2020).
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IPSIT / Plateforme de Cytométrie H. Moissan (CYM). La plateforme de cytométrie en flux (CYM) de l'Unité Mixte de Service, Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique (UMS-IPSIT), située au rez-de-chaussée du bâtiment Recherche Henri Moissan (HM1) 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 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. Et en parallèle, elle étend maintenant son offre de service en mettant à votre disposition un nouvel appareil de mesure de haute technologie, le QuickPlex® SQ 120 (Meso Scale Discovery, MSD) permettant l’analyse en multiplex de biomarqueurs par electrochemiluminescence. Nos activités qui peuvent être en relations avec celle d'autres plateformes, permettent l'identification de nouveaux biomarqueurs pouvant être des cibles thérapeutiques.

A propos d’IPSIT. IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) est une Unité Mixte de Service placée sous les tutelles conjointes de l’UPSaclay (UMS-IPSIT), l’Inserm (US31) et le CNRS (UAR3679). L’IPSIT regroupe 11 plateformes techniques, organisées en trois pôles technologiques (IMCELLF, OMICS et INTERACTIONS) et trois plateformes transverses. L’IPSIT se veut résolument à l’interface de la chimie, de la biologie et de la clinique en établissant le lien entre la cible pathologique et le médicament. L’IPSIT est adossée à une Structure Fédérative de Recherche (SFR) qui rassemble l’UMS et 25 équipes de recherche. Enfin, IPSIT participe à l’animation scientifique et à la formation des étudiants et des personnels tout en contribuant au rapprochement d’équipes d’horizons différents et à la transdisciplinarité des collaborations. Voir aussi leur FOCUS PLATEFORME décrivant toutes leurs expertises !

L'Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette, Institut Joliot, CEA, UPSaclay) est une unité mixte de recherche soutenue par l'Université Paris-Saclay, le CNRS et le CEA, accueillant une soixantaine d’équipes de recherche et hébergeant 15 plateformes technologiques et 2 plateaux techniques, répartis en 6 pôles. Redécouvrez toutes ces plateformes via un FOCUS PLATEFORME dédié !

Aujourd’hui, FOCUS PLATEFORME s’intéresse à une toute nouvelle modalité d’imagerie – FIB-SEM (Focused Ion Beam – Scanning Electron Microscopy) – récemment acquise par la Plateforme de microscopie électronique (I2BC - plateformes IMAGERIE-GIF). Cette approche permet d’imager en 3 dimensions des cellules entières à la résolution de la microscopie électronique.

Le FIB-SEM, ou accéder à la 3ème dimension à haute résolution. L’imagerie est une approche essentielle en biologie cellulaire qui se joue sur une gamme d’échelles entre la molécule et l’organisme entier, met en musique des données macromoléculaires, subcellulaires, cellulaires et tissulaires, pour finalement révéler l’orchestration du vivant. Cette partition est jouée en IdF sur plusieurs plateformes d’imagerie. Les appropriations constantes de nouvelles approches en microscopie photonique et microscopie électronique accompagnent les besoins de la communauté scientifique, régionale et nationale, en équipements, expertises et formations spécifiques en Bio-Imagerie.

Si l’imagerie 2D nous fait sentir intuitivement la réalité de la 3ème dimension, l’imagerie 3D permet de mieux appréhender la cellule dans son milieu et dans ses réponses aux facteurs environnants. La conjugaison des progrès des avancées méthodologiques en microscopie et des développements de logiciels en analyses d’images a permis l’ouverture de ce nouveau champ d’exploration en 3D.

Il y a cependant, et trop souvent, un choix à faire pour le biologiste : la résolution au détriment du volume, le volume au détriment de la résolution. Générer un volume d’une taille appréciable avec la résolution de la microscopie électronique a toujours été un défi technique d’importance (Briggman and Bock, 2012; Helmstaedter, 2013). Des solutions basées sur l’imagerie de coupes sériées, ou l’imagerie de coupes prises à différents angles (stéréomicroscopie, tomographie ultrastructurale) en Microscopie Electronique en Transmission (MET) ne sont pas adaptées à la plupart des problématiques de biologie cellulaire, et présentent des inconvénients : compression de sections, l'étirement inégal de l’échantillon, les plis de coupe, les marques de couteau, etc... De plus la reconstruction 3D par tomographie en MET haute résolution, bien qu'atteignant la plus haute résolution en imagerie électronique, est limitée par l'épaisseur de la section (max. 1 μm).

L’apparition d’une nouvelle génération de Microscope Electronique à Balayage (MEB) opérant à bas voltage grâce à une nouvelle source d’électrons va révolutionner le paysage de la 3D dans les années 2000. En effet l’émergence et la commercialisation des Microscopes Electroniques à Balayage avec canon à effet de champ (terme anglosaxon : « Field Emission Gun » (FEG)) dans les années 70 propose ainsi une vraie rupture technologique dans l’histoire de la MEB, de par la cohérence du faisceau d’électrons généré, l’exploitation de la haute énergie des électrons rétrodiffusés, la capacité de travailler à bas voltage, etc. Aujourd’hui, la MEB permet d’atteindre des résolutions proches de celle offertes par la MET, tout en proposant un potentiel pour reconstituer des volumes beaucoup plus grands.

La Microscopie à Balayage 3D du 21ème siècle. Les avancées technologiques en MEB de ces dernières années permettent d’améliorer à la fois les vitesses d’acquisitions d’images et d’automatiser les prises d’images dans l’axe Z d’un échantillon biologique, permettant des reconstructions de volumes jusqu’alors inaccessibles (Briggman and Bock, 2012; Eberle et al., 2015). Trois techniques différentes sont aujourd’hui utilisées pour des analyses ultrastructurales tridimensionnelles en MEB (Guerin et al., 2019): (1) la tomographie matricielle (« array tomography »), (MEB-AT) est basée sur l’imagerie par MEB de coupes sériées, avec une résolution limitée en Z ; (2) l’approche par « série de faces de bloc » (« Serial Block Face ») (MEB-SBF),  où un ultra-microtome intégré dans un MEB permet un découpage progressif de l’échantillon, convient pour de grands volumes (1 mm3) mais propose une épaisseur de coupe (donc de résolution en Z) limitée (20 nm au mieux) (Boulogne et al., 2020 ; Hughes et al., 2017 ; Smith and Starborg, 2019); (3) l’imagerie « par double faisceau » (Dual Beam) utilisant un faisceau ionique focalisé (FIB) pour le découpage progressif de l’échantillon (MEB-FIB), offre actuellement la résolution la plus élevée le long de l’axe Z avec une épaisseur de coupe pouvant être diminuée jusqu’à 2 nm. Elle est de plus compatible avec l’utilisation de cryométhodes pour la préparation d’échantillons permettant une préservation optimale des structures cellulaires (Romero-Brey and Bartenschlager, 2015; Kizilyaprack et al., 2018, Kizilyaprack et al., 2019).

Cette dernière configuration MEB-FIB est reconnue aujourd’hui comme un outil révolutionnaire pour la MEB-3D en biologie pour générer des données de volume avec une résolution nanométrique (Bushby et al., 2011; Heymann et al., 2009; Knott et al., 2011; Villinger et al., 2012).

Un exemple d’application de cette technique ? Le FIB-SEM est une technologie extrêmement utile en biologie cellulaire, et ses applications sont variées (étude de la prolifération virale et bactérienne dans des cellules eucaryotes, remodelage membranaire en situation de stress, étude des connexions intercellulaires…). Citons une étude récente de l’équipe Molecular Biology of Corynebacteria and Mycobacteria (https://www.i2bc.paris-saclay.fr/equipe-molecular-biology-of-corynebacteria-and-mycobacteria/). Cette équipe s’intéresse aux rôles de plusieurs protéines régulatrices dans la formation de la paroi, et notamment leur impact sur la forme, la taille et les plans de division de la famille de bactérie Mycobacterium. Le FIB-SEM permet d’obtenir une image à haute résolution des bactéries sur leur volume total (fig de droite).

Pour plus d'informations concernant ces prestations : claire.boulogne@i2bc.paris-saclay.fr; sandrine.lecart@i2bc.paris-saclay.fr

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Aussi, en avril 2021, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME. Le relire ? FOCUS PLATEFORME : La 3D à l'honneur sur la plateforme de microscopie électronique d'Imagerie-Gif !

I2BC / Plateforme de microscopie électronique (I2BC - plateformes IMAGERIE-GIF) La plateforme de Microscopie Electronique propose la résolution spatiale nécessaire pour étudier l'ultrastructure et la localisation cellulaire, les organisations macromoléculaires et les interactions moléculaires au sein d'une cellule ou d'un tissu. De par sa localisation au sein de l'Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC) et de l'université Paris-Saclay, la plateforme de microscopie électronique possède une forte expertise dans l'étude de modèles biologiques variés (virus, micro-organismes, cellules animales, végétales, tissus) mais aussi dans la caractérisation de particules de synthèse organiques et inorganiques et de leurs interactions avec le vivant. Les deux microscopes électroniques en transmission et le microscope électronique à balayage FIB-SEM possèdent des configurations variées (tomographie 3D, analyse EDS) et jouxtent un laboratoire de préparation d'échantillons également ouvert aux utilisateurs. Les ingénieurs de la plateforme proposent expertises et conseils pour la réalisation de vos expériences, et vous accompagnent tout le long de votre projet scientifique, depuis l'élaboration du protocole de préparation d'échantillon, jusqu'à l'interprétation des données. La plateforme Imagerie-Gif peut accueillir les projets du secteur privée car elle est certifiée selon les normes ISO 9001 :2015/NFX 50-900 :2016.

Le Service Hospitalier Frédéric Joliot (SHFJ, Institute des Sciences du Vivant Frédéric Joliot, Orsay) et plus particulièrement son UMR BioMaps (UMR CEA/CNRS/Inserm/Université Paris-Saclay) opère plusieurs plateaux techniques d’imagerie, dont l’un d’entre eux dédié à l’imagerie ultrasonore : SHFJ / imagerie préclinique et clinique, in vivo, ultrasons.

Ultrasons (US) versus élastographie ultrasonore ? Un des points de recherche majeur en biomécanique du corps humain est la quantification de la force musculaire pour en comprendre le mouvement. Les propriétés mécaniques des muscles et tendons en mouvement sont modifiées pour produire la force souhaitée pour la tâche souhaitée. L’utilisation de l'élastographie ultrasonore (US) par ondes de cisaillement permet des mesures non invasives des propriétés mécaniques des tissus. Cette technique tire parti d'une technologie d’échographie ultrarapide innovante et fournit une mesure précise des propriétés mécaniques locales des tissus biologiques en se basant sur la mesure de la vitesse des ondes de cisaillement. Ici, cette approche d’élastographie est poussée plus avant pour quantifier ces paramètres mécaniques importants du muscle, tels l’anisotropie et la non linéarité, impossible avec les approches standards. Pour l’anisotropie, une technique de « push en biais » a été mise au point du fait que l’élasticité d’un muscle ne soit pas la même dans toutes les directions de l’espace. En inclinant le faisceau US dans le muscle par une modification des lois de focalisation électroniques programmées dans l’échographe, nous pouvons générer dans différentes directions de l’espace des ondes de cisaillement qui nous renseignent alors sur l’anisotropie. Nous quantifions alors pour la première fois les modules de cisaillement parallèle µ// et perpendiculaire µꓕ aux fibres mais également le facteur d’anisotropie de traction χE.

Pour les propriétés non linéaires élastiques, nous avons développé la théorie de l’acoustoélasticité en milieu transverse isotrope décrivant le muscle. Cela permet d’expliquer pourquoi l’élasticité (la dureté) de l’organe change lorsque qu’il est soumis à des contraintes extérieures. Fort des techniques de « push en biais » développées nous avons pour la première fois quantifié les paramètres linéaires du muscle (µ//, µꓕ, χE) mais également les paramètres non linéaires (A, H, K).

L’ensemble de ces mesures multiparamétriques ouvrent la voie à une caractérisation complète du muscle et permet de quantifier directement dans le corps en mouvement la force développée individuellement par chaque muscle. Cette compréhension aidera au diagnostic dans les pathologies neuromusculaires, à la prise en charge du muscle vieillissant ou encore à l’amélioration de la performance chez le sportif.

En savoir plus ? Ngo HHP et al., Phys. Med. Bio 2024 et Ngo HHP et al., JMBBM 2024

Contacts : Jean-Luc Gennisson (jean-luc.gennisson@universite-paris-saclay.fr)

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SHFJ / imagerie préclinique et clinique, in vivo, ultrasons. La plateforme méthodologique ultrasonore (SHFJ, BioMaps, site d’Orsay) a pour objectif de développer l’imagerie ultrasonore ultrarapide. Née à la fin des années 1990, cette méthodologie ouvre les portes de l’échographie vers de nouvelles méthodes de quantification et vers de nouveaux biomarqueurs d’imagerie pour le diagnostic médical. La plateforme est ouverte aux collaborations de recherche dans les domaines de l’instrumentation, le développement de nouvelles technologies d’imagerie avancées reposant sur les ultrasons et l’évaluation de ces technologies dans plusieurs domaines applicatifs. A terme, les nouvelles modalités d’imagerie ainsi développées seront largement ouvertes aux utilisateurs.

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.

L'IRM dit Iseult, installé à Neurospin (CEA/DRF/JOLIOT, plateforme NEUROSPIN / Imagerie in vivo chez l’homme, ex vivo et in vitro, IRM 11,7T) a livré ses premières images in vivo de cerveau humain.

Avec un niveau de champ magnétique de 11.7T, c'est une première mondiale qui vient d'être réalisée. Les images obtenues ont un contraste exceptionnel et un niveau de signal accru permettant d'atteindre des résolutions difficilement envisageables jusqu'ici : [A] Acquisition cerveau entier en pondération T2 à une résolution de 550 microns isotrope. Zoom sur l’hippocampe, structure cérébrale qui joue un rôle central dans la cognition, la mémoire, l'apprentissage et le repérage dans l'espace ; [B] Comparaison d’une acquisition en pondération T2* d’une coupe cérébrale axiale acquise à 7T et sur l’IRM Iseult à 11.7T. La résolution est de 200 microns dans le plan ; [C] Acquisition d’une coupe axiale en pondération T2 à une résolution de 300 microns dans le plan.

L'autorisation de mener ces premières expériences avait été obtenue en février 2023 auprès des autorités compétentes : l'agence nationale de sécurité du médicament et des produits de santé (ANSM), et le comité de protection des personnes (CPP). L'objectif de l'étude, appelée "PREMS", était double. D'une part, il s'agissait de vérifier l'innocuité du champ magnétique de 11.7T sur volontaires sains et, d'autre part, de réaliser les premières images in vivo de cerveau humain à 11.7T. 40 volontaires ont été recrutés entre mai 2023 et février 2024. Parmi eux, 20 volontaires ont été soumis à un premier examen fictif, réalisé sans champ magnétique, et 20 autres volontaires ont été exposés au champ magnétique de 11.7T pendant 1h30 pour réaliser l'examen d'imagerie. Les deux groupes de volontaires ont entrepris une série de tests dont des mesures physiologiques, des tests d'équilibre, des tests de l'attention, et ceux avant, pendant et après l'examen. Aucun effet biologique du champ magnétique de 11.7T n'a été observé entre les deux groupes. Une étude de génotoxicité a également pu être menée sur le groupe exposé à 11.7T pour n’identifier aucun effet significatif non plus.

Concernant le second objectif de l'étude PREMS, des images IRM anatomiques ont été acquises à l'aide de méthodologies développées au sein du laboratoire sur de nombreuses années utilisant l'IRM 7T déjà installé à Neurospin depuis 2010. Ces méthodologies, pour certaines brevetées par le laboratoire ou pour d'autres publiées dans la littérature scientifique, ont notamment permis d'obtenir des images tridimensionnelles d'une grande qualité couvrant entièrement le cerveau. Plusieurs types de contrastes ont été acquis comme le montre la figure ci-jointe. Parmi ces images, certaines atteignent une résolution spatiale à l'échelle mésoscopique avec une taille de 200 microns dans le plan.

Dès lors, une nouvelle étape dans l'exploitation de l'IRM Iseult 11.7T est ouverte. Les équipes sont maintenant en marche pour préparer les premières acquisitions en imagerie fonctionnelle pour voir le cerveau à l'œuvre lors de tâches cognitives. En parallèle, de nouvelles méthodologies vont être implémentées, notamment pour corriger les effets délétères des mouvements involontaires, permettant d'atteindre des résolutions encore plus fines à l'avenir. L’instrument Iseult bénéficie également depuis 2021 d’une contribution gouvernementale importante dans le cadre du Programme d’Investissement d’Avenir France 2030 au travers du projet PRESENCE (ANR-21-ESRE-006) financé via l’action ESR/EquipEx+ et géré par l’Agence Nationale de la Recherche. Ce projet vise d’une part à réaliser la jouvence de certains éléments de l’IRM pour les remplacer par de nouveaux équipements plus performants, et d’autre part à permettre son exploitation et son ouverture la plus large à la communauté scientifique dans une approche de science ouverte.

Contacts : Nicolas Boulant (nicolas.boulant@cea.fr); Frank Mauconduit (frank.mauconduit@cea.fr)

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Aussi, en septembre 2019, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME … Redécouvrez- le aujourd’hui : FOCUS PLATEFORME : 11,7 teslas, record mondial de champ magnétique pour un aimant d'IRM du corps humain !

NEUROSPIN / Imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 11.7T. Reposant sur un design innovant proposé par le CEA/IRFU et sur une électronique de dernière génération fournie par la société Siemens Healthineers, la plateforme d’IRM à 11,7 teslas est dotée d’un aimant de grande ouverture (90 cm) à 11.7 Teslas, d’un système de gradients capables de délivrer 80 mT/m, d’une électronique d’acquisition à 8 canaux en émission et 32 canaux en réception, ainsi que d’une panoplie d’antennes à haute densité en éléments dédiées à l’exploration cérébrale chez l’homme. Cette plateforme permet la réalisation de protocoles d’imagerie anatomique, fonctionnelle, métabolique et de spectroscopie tirant partie du champ magnétique extrême pour atteindre des résolutions spatiales (~100 micromètres), temporelles (~ seconde) ou spectrales inaccessibles à plus bas champ. Cet instrument unique au monde permet également d’exploiter de nouveaux mécanismes de contraste observés à 11.7 teslas et d’explorer les possibilités de l’imagerie moléculaire à haute sensibilité.

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 hauts 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 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.

NeuroPSI / Animalerie, aussi connue sous le nom de code « zootechnie 151 », est la toute nouvelle plateforme d’hébergement en place sur le plateau de Saclay (NeuroPSI, RD306 entrée Sud, Allée des Neurosciences, 91191 Gif-sur-Yvette) ! Cette toute nouvelle installation regroupe maintenant sur un site unique, l’ensemble des prestations autrefois dispersées sur Gif-sur-Yvette et Orsay.

Hier … env. 1200 m2 d’espace, sur deux sites géographiques distincts, pour des espèces « rongeurs » et des espèces « aquatiques » : i) Campus CNRS de Gif-sur-Yvette, bâtiment 32-33, site connu sous l’appellation « Animalerie Centrale » ; ii) Campus de la Faculté des Sciences d’Orsay, bâtiment 440-447. L’animalerie située à Gif-sur-Yvette (env. 800 m2) se trouvait excentrée de la partie laboratoire, sur le côté du bâtiment 32, et datait de 1998. Le site disposait de 12 pièces d’hébergement (3 dites aquatiques et 9 dites rongeurs). L’animalerie était de plein pied, avec le stockage de nourriture et de litière dans le même bâtiment. Les zones à statut sanitaire étaient bien définies, avec notamment pour la zone EOPS, un SAS pour l’entrée des zootechniciens et un autoclave pour l’entrée du matériel. L’animalerie située à Orsay (env. 400 m2), était dispersée sur plusieurs étages du bâtiment dit 440-447, disposait de 14 pièces d’hébergements (3 dites aquatiques et 11 dites rongeurs), toutes de petites tailles, et pour la plupart, démunies de SAS. Les zones à statut sanitaire n’étaient que partiellement définies, mais le site disposait d’un autoclave pour l’entrée du matériel en EOPS. Le site était aussi équipé de 2 laveries : une au 3ème étage et une au 1er étage. Le stock de litière et nourriture se trouvait au RDC, loin des pièces d’animalerie.

Aujourd’hui … env. 2400 m2 d’espace, de plus sur un site unique, et au service exclusivement de rongeurs (souris, rats) et certaines espèces d’oiseaux (canari, diamant mandarin, calopsitte, coq de Bankiva) ; plus de poissons et de xénopes, ces espèces aquatiques sont aujourd’hui gérées par la plateforme TPS-AQUA (ou zootechnie aquatique de TEFOR Paris-Saclay), à quelques mètres seulement puisque également hébergés sur NeuroPSI. Pour la souris, un total de 3 000 cages sont aujourd’hui en service, permettant un hébergement de plus de 10 000 individus (1150 dites conventionnelles ou A1, 1800 réservées en EOPS, une centaine en A2, et près de 250 pour la zone de quarantaine). Pour le rat, ce sont 330 cages avec à nouveau une distribution sous différents statuts sanitaires, permettant l’accueil de près de 900 individus. Enfin, pour les oiseaux, ce sont 7 volières disponibles d’une capacité de 30 individus chacune, et près de 75 cages à taille variable, pour leur reproduction. Le site opère aussi une laverie ultramoderne et de nombreuses annexes (stockage aliments, laboratoires expérimentaux). La laverie dispose de 150 m², avec un zonage en place pour le côté propre et le côté sale. Une pièce donnant sur cette laverie est dédiée au remplissage des cages. La pièce des autoclaves quant à elle, pour l’entrée du matériel en EOPS, donne sur la laverie côté propre. Le stockage de la litière et matériel est située juste à côté de la laverie. Toutes les zones ont deux pièces de stockage dédiées à la zone. La plateforme NeuroPSI / PSI-CO (avec ses pièces dédiées au comportement et chirurgies) est directement reliée par un couloir à la zone conventionnelle où sont hébergés les animaux. Cette plateforme comporte 50 pièces, dont 11 pièces communes qui peuvent être réservées via un logiciel.

Contacts : Valérie Lavallée (valerie.lavallee@cnrs.fr)

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NeuroPSI / Animalerie (zootechnie 151). Le Service de Zootechnie de NeuroPSI fournit une expertise de haute qualité en technologie des animaux de laboratoire, en particulier pour la recherche en neurosciences. Il est engagé à œuvrer pour faire progresser l’excellence dans la science des soins et du bien-être des animaux de laboratoire, de sorte que ses activités sont dédiées à : i) Assister les chercheurs dans leur mission de recherche de qualité sur l’utilisation des animaux de laboratoire ; ii) Agir en tant que centre de ressources pour les différentes composantes de l’institut sur toutes les questions relatives aux animaux de laboratoire ; iii) Aider les équipes de recherche à atteindre leur objectif de traitement des animaux de laboratoire de manière éthique dans le strict respect des règles ; iv) Fournir une formation et une expertise vétérinaires et du personnel en technologie des animaux de laboratoire.

Depuis sa création, le Genoscope – Centre National de Séquençage participe à des projets collaboratifs à fort impact scientifique en fournissant à la communauté scientifique toute l’expertise et les capacités de production et d’analyse de données indispensables à ces projets. Depuis sa contribution majeure, il y a près de 20 ans, au projet Human Genome en publiant la séquence complète du chromosome 14 (Heilig et al., Nature 2003), la plateforme de séquençage située au cœur du biocluster Genopole installé à Évry-Courcouronnes a réalisé le séquençage de nombreuses plantes (vigne, riz, blé…), d’animaux (tétraodon, anophèle…), de champignons (truffe, champignons pathogènes du colza et de la vigne) et de plus d’une centaine de procaryotes. Grâce à sa collaboration avec le Très Grand Centre de Calculs du CEA, situé lui-aussi en Essonne, le Genoscope - CNS a permis de traiter de très grands ensembles de données en utilisant l’informatique haute performance de pointe. Ainsi, depuis sa création, le Genoscope-CNS a contribué à plus de 750 publications et ceci grâce à sa plateforme de séquençage.

Très récemment, le Genoscope - CNS a choisi de s’aligner sur la stratégie et les engagements de l'Union Européenne en matière de biodiversité pour 2030 tels que la lutte contre le déclin des pollinisateurs, l'amélioration de l'état de conservation des espèces et des habitats clés, la promotion de la restauration écologique des systèmes forestiers et des rivières, et la minimisation des impacts des espèces invasives. Accompagné d’autres partenaires européens, le Genoscope – CNS participe activement à la recherche en génomique de la biodiversité en Europe visant à étayer la conservation de celle-ci et sa biosurveillance basée sur l'ADN par la génération de génomes de référence de haute qualité provenant de toutes les formes de vie afin d’établir un Atlas européen des génomes de référence (ERGA). L’initiative ERGA est une réponse scientifique paneuropéenne aux menaces actuelles qui pèsent sur la biodiversité. Les génomes de référence fournissent l’aperçu le plus complet des bases génétiques qui constituent chaque espèce et représentent une ressource puissante pour comprendre le fonctionnement de la biodiversité. Alors qu’environ un cinquième des quelques 200 000 espèces européennes sont menacées d’extinction, nous devons agir rapidement et ensemble pour générer à grande échelle des ressources génomiques complètes de haute qualité.

Parallèlement à cet important programme européen, le Genoscope - CNS a récemment lancé ATLASea, l’un des projets et équipements prioritaires de recherche (PEPR) exploratoires sélectionnés dans le cadre de France 2030. Copiloté par le CNRS et le CEA et financé à hauteur de 41,3 millions d’euros sur 8 ans, le programme national ATLASea a pour objectif de séquencer le génome de 4500 espèces marines contenant, par conséquent, des millions de gènes encore inconnus à ce jour en visant spécifiquement l’analyse des génomes d'un large éventail d'espèces marines dans tous les groupes eucaryotes présents au sein du littoral français, plus précisément dans sa zone économique exclusive qui s’étend sur plus de 11 millions de Km2, et qui en fait la plus grande du monde, devant celle des Etats-Unis et de l’Australie.

Autre actualité importante de la plateforme de séquençage : l’arrivée, courant 2023, d’un séquenceur Revio (PacBio) (en photo) dédié au séquençage des longs fragments et capable de séquencer 1300 génomes humains par an en profondeur 30X, venu renforcer le parc de séquenceurs de la plateforme déjà composé d’un NovaSeq 6000 (Illumina) acquis en 2018, deux MiSeq (Illumina), un PromethION (Oxford Nanopore Technologies), un GridION (Oxford Nanopore Technologies), un MinION Mk1C (Oxford Nanopore Technologies) et un DNBSEQ-G400 (MGI Tech).

Pour obtenir des renseignements sur les modalités d’accès de la plateforme de séquençage, n’hésitez pas à contacter Pedro Oliveira ! Aussi, le 24 mai 2021 (déjà !), la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME. Le relire ?

Contact : Pedro OLIVEIRA (pcoutool@genoscope.cns.fr)

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GENOSCOPE / Plateforme de Séquençage - Genopole. Le Genoscope s’est orienté vers l’étude de la biodiversité, à travers le séquençage de novo de grands génomes complets, de métagénomes complexes et plus généralement de collections d’ADN nécessitant une approche de séquençage à très grande échelle. L’équipe du laboratoire de séquençage s’implique dans la prise en main des projets à partir de la réception des échantillons jusqu’à la validation des séquences brutes. Le séquençage est assuré par des séquenceurs très haut débit de deuxième et troisième génération. Ces équipements high-techs permettent d’atteindre un débit autorisant le séquençage de génomes entiers dans un intervalle de temps limité.

A propos de Genopole. Premier biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 66 entreprises de biotechnologies, 17 laboratoires de recherche, 24 plateformes technologiques et plateaux techniques mutualisés, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : soutenir les politiques nationales de réindustrialisation et de souveraineté sanitaire, créer et soutenir les entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel (notamment pour décarboner la production), 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 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 labellisées par Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, vous pouvez aussi contacter Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr).

L’Institute of Plant Sciences Paris-Saclay ou IPS2 a pour mission de comprendre les mécanismes génétiques et moléculaires qui contrôlent la croissance de la plante et leurs régulations par les signaux endogènes et exogènes d’origine biotique (symbiotiques et pathogènes) et abiotique, notamment en relation avec le changement climatique. Cet institut héberge quatre plateformes (En savoir plus ?) regroupant ainsi différentes installations et différents savoir-faire dédiées aux plantes. Dans le présent FOCUS PLATEFORME … c’est au tour de la plateforme POPS (transcriptomique) de nous faire découvrir son expertise.

Les plantes mixotrophes sont capables de produire leur énergie non seulement via la photosynthèse mais aussi en trompant leurs champignons mycorhiziens symbiotiques pour obtenir des nutriments. Elles peuvent ainsi ajuster leurs sources énergétiques en fonction des conditions environnementales. Cependant, malgré cet avantage écologique certain, les plantes mixotrophes restent relativement rares dans l’histoire de l’évolution. Pour mieux comprendre ce paradoxe, le MNHN de Paris et l’Université de Gdansk en Pologne ont mené une étude portant sur neuf espèces d’orchidées européennes. En étudiant le transcriptome et le métabolome de ces espèces in situ, ils ont révélé que la plasticité permise par la mixotrophie impose des contraintes spécifiques qui pourraient limiter leur adaptabilité. Ainsi, l’étude du contenu en gènes a révélé un ensemble de gènes spécifiques des orchidées mixotrophes suggérant que la transition de la mixotrophie depuis l’autotrophie impose l’acquisition de fonctions spécifiques. De plus, la physiologie des orchidées mixotrophes montre des contraintes telles qu’une capacité limitée à assimiler le tréhalose fongique ou à se passer totalement de photosynthèse. Enfin, l’étude des réseaux de métabolites suggère que les orchidées mixotrophes ont des capacités adaptatives plus limitées. Ces résultats sont importants pour comprendre la dynamique évolutive des réseaux mycorhiziens. En effet, les plantes parasitant ces réseaux (les espèces mixotrophes et mycohétérotrophes) constituent des menaces à leur stabilité et à leur résilience. Les contraintes liées à l’apparition de ces plantes limitent cette menace et permettent aux champignons mycorhiziens généralistes de se maintenir.

Par ce travail qui se poursuit encore actuellement avec l’étude du développement de ces espèces, la plateforme POPS démontre sa capacité à accompagner ses collaborateurs dans des projets « hors du laboratoire » depuis le design expérimental jusqu’à l’interprétation des données produites.

Contact : pops.ips2@universite-paris-saclay.fr

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Enfin, en février 2020 et juin 2023, POPS publiait ses premiers FOCUS PLATEFORME … Redécouvrez- les ! FOCUS PLATEFORME : L'analyse transcriptomique passe au naturel! ; FOCUS PLATEFORME : IPS2 / POPS : Au cœur de la défense des plantes contre les bactéries !

IPS2 / Plateforme de transcriptomique (POPS). La Plateforme de Transcriptomique des Plantes de Paris-Saclay (POPS) propose aux laboratoires académiques ou privés des outils d'analyse du transcriptome par séquençage à haut débit de l'ARN ou RNA-seq. Nous sommes spécialisés dans l'analyse des plantes qu'elles soient modèles ou de culture. Le service proposé inclue la génération des données de RNA-seq, les analyses bio-informatiques et statistiques ainsi que des conseils sur l'interprétation des résultats. Nous accompagnons donc nos collaborateurs depuis le design expérimental jusqu'à l'interprétation des données. La plateforme est certifiée pour l'ensemble de ses activités selon les exigences de la norme ISO 9001 depuis 2012. Afin d'offrir à chaque collaborateur l'analyse la plus adaptée à ses questions biologiques, nous disposons des équipements et des outils d'analyses bio-informatiques et statistiques permettant la construction de transcriptome de novo, l'analyse d'accumulation des ARNs poly-adenylés ou non, des petits ARNs (miRNAs, siRNAs, ribo-seq..) et des ARN poly-adénylés de très petite quantité de départ (jusqu'à 50pg). Pour les analyses d'expression tissu-spécifiques, nous offrons également des analyses de transcriptome après micro-dissection laser ou en cellule unique grâce à la technologie Chromium (10x Genomics). Par ailleurs, nous pouvons offrir à nos collaborateurs de sessions de formation sur une semaine à l'analyse statistique des données RNA-seq.

A propos de l’IPS2. L’Institute of Plant Sciences Paris-Saclay ou IPS2 a pour mission de comprendre les mécanismes génétiques et moléculaires qui contrôlent la croissance de la plante et leurs régulations par les signaux endogènes et exogènes d’origine biotique (symbiotiques et pathogènes) et abiotique, notamment en relation avec le changement climatique. L’analyse de ces mécanismes est effectuée de manière intégrée à l’échelle de la cellule, de l’organe jusqu’à la plante entière. L’IPS2 applique une approche multidisciplinaire en combinant la génomique/epigénomique, la biologie cellulaire, la bio-informatique, la biochimie, la génétique, et la physiologie, développe des outils de modélisation indispensables pour une biologie prédictive, et facilite la recherche translationnelle des espèces modèles aux espèces cultivées.

Les appels d’offres IBiSA 2025 sont ouverts. IBiSA vient tout juste de lancer les éditions 2025 de l’appel d’offres Plateformes et de l’appel à projets CRB. Ils sont respectivement ouverts jusqu’au 7 et 14 avril 2025, avec une date limite fixée au 3 et 17 mars 2025 pour les présélections. A vos dossiers ! En savoir plus.

Résultats de l’appel d’offres Plateformes 2024. Pour l'édition 2024 de son appel lancé aux Plateformes, le GIS IBiSA a reçu 70 candidatures dans tous les domaines des sciences du vivant. Après 67 visites, il a décerné 22 labels et distribué 2 287 000 € de financements à 48 plateformes technologiques en biologie, santé et agronomie. Lire l’article.

Du cerveau au podium, découvrez la plateforme PAM. Les jeux de Paris 2024 ont été le théâtre de nombreux records olympiques et personnels. Pourquoi s'arrêter là ? Pour la préparation mentale de ses athlètes, le sport français peut s'appuyer sur les atouts de la recherche et des structures de pointe comme la Plateforme d'analyse du mouvement (PAM), spécialiste de la motricité humaine. Lire l’article.

Vous souhaitez recevoir la newsletter publiée par IBiSA chaque trimestre ? Inscrivez-vous !

A propos d’IBISA. Le GIS IBiSA coordonne la politique nationale de labellisation et de soutien aux infrastructures de biologie, santé et agronomie. Placé sous la tutelle de 8 partenaires, il est l’unique instrument de financement commun à l’ensemble des établissements de recherche en sciences du vivant. Grâce à deux appels d’offres dédiés, les plateformes et centres de ressources biologiques (CRB) peuvent candidater à la labellisation IBiSA et accéder à des financements conséquents pour des investissements jugés nécessaires à leurs missions. Le GIS conditionne son soutien à une ouverture large à la communauté scientifique. Il encourage également la création de structures de pilotage, concertation et coopération, l'animation de réseaux thématiques et les démarches qualité. Plus d'infos sur le GIS IBiSA.

Vous souhaitez découvrir le potentiel de Paris-Saclay en termes de plateformes ? L’interface Plug In Labs Université Paris-Saclay recense et rend visible plus de 200 plateformes dans le domaine des sciences de la vie - des plateaux techniques, des plateformes technologiques, des infrastructures d’expérimentation, mais aussi des collections - en d’autres termes, des espaces de laboratoires dotés d’équipements, souvent uniques, ou de banques de ressources, associés à un fort potentiel humain, les opérant et les maintenant au meilleur niveau technologique.

A propos de Plug In Labs Université Paris-Saclay. Plug In Labs Université Paris-Saclay ou PILUPS pour les intimes, est le portail numérique unique retenu par l’Université Paris-Saclay pour la mise en valeur et promotions des compétences, expertises et technologies des laboratoires et plateformes technologiques de son territoire. Piloté par l’Université Paris-Saclay et la SATT Paris-Saclay, financé par l’IDEX et le Fonds national de valorisation, PILUPS est accessible à tous depuis 2017, partenaires académiques comme entreprises, en particulier les PME.

Un seul site web : https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr. Et une seule adresse mail : pluginlabs@universite-paris-saclay.fr.

La plateforme de microscopie MIPSIT fait partie des 10 plateformes technologiques de l’IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique), située dans le bâtiment Recherche Henri Moissan au pôle Biologie-Pharmacie-Chimie (plateau de Moulon, Orsay). Au service de la communauté scientifique, MIPSIT accueillera fin 2025, le premier microscope de fluorescence commercial de l’Université Paris-Saclay, associant imagerie super-résolue et optique adaptative, qui confère à l’instrument la capacité de maintenir une résolution spatiale de quelques dizaines de nanomètres même à une centaine de micromètres de profondeur dans des tissus.

C’est le besoin d’un dispositif d’imagerie optique à super-résolution adapté aux échantillons épais, exprimé par un grand nombre d’équipes (plus de 35) et de plateformes des UFR de Pharmacie, Sciences et Médecine de l’Université Paris-Saclay et le constat qu’aucun instrument de ce type n’était disponible sur le périmètre de l’Université, qui ont motivé le projet OASIS « Optique Adaptative et Super-résolution pour l’Innovation en Santé ». Ce projet a pour ambition de lever les limites technologiques actuelles d’imagerie de l’organisation de complexes moléculaires dans leur contexte non seulement cellulaire mais aussi tissulaire, sur échantillons fixés ou vivant.

Porté conjointement par la plateforme MIPSIT, l’équipe Biophotonique, Neurosciences et Optométrie du LuMIn (Laboratoire Lumière, Matière et Interfaces) à l’ENS Paris-Saclay et l’UAR-MIC (Multimodal Imaging Center) à l’Institut Curie d’Orsay, OASIS est lauréat de l’appel à projet régional SESAME 2024. L’acquisition de cet instrument, d’un budget total de 810 k€, sera donc réalisée grâce à la subvention de la région Île-de-France de 457,5 k€ (56,5% du montant de l’équipement souhaité) et à plusieurs  co-financements dont ceux obtenus auprès de l’ERM 2025 de l’UPSaclay, l’INSERM, l’ENS-Paris-Saclay, l’Institut Curie et des ressources propres des unités porteuses ou partenaires.

L’équipement sera un microscope confocal à balayage de pointe, réalisant l’imagerie de super-résolution de type STimulated Emission Depletion, et doté d’un module d’optique adaptative (OA). L’intégration de cette technologie, développée à l’origine pour l’imagerie en astronomie, permet de corriger des aberrations dues aux inhomogénéités d’indice de réfraction afin de maintenir une résolution spatiale élevée à ≈100 µm de profondeur dans des tissus. La meilleure résolution atteignable est de 25 nm en STED 2D et de 65 nm isotrope en STED 3D. Ces performances résultent de l’intégration de plusieurs avancées technologiques en plus de l’OA, telles que l’illumination adaptative, qui dose de façon dynamique la puissance du laser appliquée en fonction des signaux fluorescents dans les structures d’intérêt, permettant de limiter très largement la photo-dégradation et rendant ainsi possible l’imagerie d’échantillons vivants en STED. L’instrument possèdera aussi des détecteurs matriciels qui améliorent le rapport signal sur fond et la résolution même en mode confocal conventionnel. Grâce à 6 longueurs d’onde de lasers d’excitation différentes en mode impulsionnel, il pourra détecter 5 fluorophores dans un même échantillon en STED (6 en confocal), et permettra également la séparation spectrale et l'imagerie de durée de vie de fluorescence, offrant ainsi une polyvalence inégalée sur le périmètre.

-> Contact : Séverine Domenichini (severine.domenichini@universite-paris-saclay.fr)

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En savoir plus sur l’équipe Biophotonique, Neurosciences et Optométrie (LuMIn) ?

En savoir plus sur le Multimodal Imaging Center (CURIE / MIC) ?

Aussi, en 2020, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME. Le relire ? FOCUS PLATEFORME : La microscopie photonique Super-Résolue : Une nouvelle dimension au service de l'innovation thérapeutique

IPSIT / Plateforme d'imagerie cellulaire (MIPSIT). La plateforme d’imagerie cellulaire MIPSIT fait partie de l’unité mixte de service UMS-IPSIT de la Faculté de Pharmacie de l’Université Paris-Saclay. Depuis l’été 2022, notre unité est située sur le plateau du Moulon à Orsay, dans le bâtiment Henri Moissan qui regroupe des unités recherche de Biologie, Pharmacie et Chimie de l’Université Paris-Saclay. Cette plateforme, ouverte aux laboratoires de recherche académiques et privés, a pour principale mission de proposer une expertise et un accès à des outils technologiques performants dans le domaine de la microscopie photonique et l’analyse d’images. La visualisation de la localisation de molécules d’intérêt ou le suivi de processus dynamiques dans les trois dimensions de l’espace au niveau tissulaire, cellulaire ou subcellulaire est une approche méthodologique supplémentaire dans la compréhension des pathologies humaines et animales.

A propos d’IPSIT. IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) est une Unité Mixte de Service placée sous les tutelles conjointes de l’UPSaclay (UMS-IPSIT), l’Inserm (US31) et le CNRS (UAR3679). L’IPSIT regroupe 11 plateformes techniques, organisées en trois pôles technologiques (IMCELLF, OMICS et INTERACTIONS) et trois plateformes transverses. L’IPSIT se veut résolument à l’interface de la chimie, de la biologie et de la clinique en établissant le lien entre la cible pathologique et le médicament. L’IPSIT est adossée à une Structure Fédérative de Recherche (SFR) qui rassemble l’UMS et 25 équipes de recherche. Enfin, IPSIT participe à l’animation scientifique et à la formation des étudiants et des personnels tout en contribuant au rapprochement d’équipes d’horizons différents et à la transdisciplinarité des collaborations. Voir aussi leur FOCUS PLATEFORME décrivant toutes leurs expertises !

Les résultats sont tombés en fin d’année 2024 : ce sont quatre projets d’équipements du domaine Sciences de la Vie & Santé de l’Université Paris-Saclay qui sont lauréats de l’AAP SESAME 2024, et qui à ce titre seront subventionnés à hauteur de 66% de leur demande. L’Université Paris-Saclay est aussi lauréate de deux autres projets cofinancés dans le cadre de ce dispositif, relevant du domaine Sciences & Ingénierie.

Vous avez dit SESAME ? Le dispositif SESAME (pour « Soutien aux Équipes Scientifiques pour l’Acquisition de Moyens Expérimentaux ») vise à cofinancer des équipements scientifiques nécessaires au fonctionnement des laboratoires de recherche publics franciliens pour mener des projets d’envergure dans des champs thématiques autres que les Domaines de recherche et d’Innovation Majeurs (DIM) et les Questions d’Intérêt Majeur (QIM), et hors du périmètre d’intervention de Genopole et des projets inscrits au Contrat de Plan État-Région 2021-2027.

SESAME 2024 : Demande de subventions versus montants alloués par la région ? Sur les 34 projets de recherche éligibles et évalués par la Région Ile-de-France (représentant un total de 28,38 millions d’euros HT de demandes de subvention), seuls 12 ont été sélectionnés via SESAME 2024, et ceci pour un montant de financement HT de 6 013 812 €. Ces 12 projets recouvrent différentes thématiques scientifiques, dont 6 en biologie et santé, 2 en chimie et biochimie, 1 en physique, matériaux et procédés, 2 en énergie, environnement et agro-sciences, mais également 1 en sciences humaines et sociales.

SESAME 2024 : Comment se positionne l’Université Paris-Saclay ? Sur ces 12 projets, 6 sont portés par l’Université Paris-Saclay, soit la moitié ! Deux projets relèvent du domaine Sciences & Ingénierie : HREELM (microscopie à perte d’énergie des électrons à haute résolution, ISMO (1 090 000 €) et CLIO (mise à niveau de la plateforme de spectroscopie IRMPD, ICP, 895 000 €), et quatre relèvent du domaine Sciences de la Vie & Santé : CONNECTION, OASIS, PROTEHAD et SINGLEMOL@UPSACLAY.

Ci-dessous les premières informations concernant les quatre projets Sciences de la Vie & Santé, projets que vous découvrirez par ailleurs plus en détails dans les prochaines semaines via des FOCUS PLATEFORME dédiés.

• CONNEXION | 500 000 € (IJPB / OV-CM) - Nouveaux outils d’analyse de mélanges complexes par spectrométrie de masse pour la bio-économie.
• OASIS| 457 500 € (IPSIT / MIPSIT) - Optique adaptative et super-résolution pour l'innovation en santé.
• PROTEHAD| 514 000 € (GQE-Le Moulon / PAPPSO) - Protéomique à haut-débit pour l'agriculture de demain.
• SINGLEMOL@UPSACLAY| 429 000 € (I2BC / PIM) - Technologie de rupture de mesures à l'échelle de la molécule unique pour la caractérisation des mécanismes moléculaires et cellulaires fondamentaux du vivant liés à des enjeux sociétaux de santé.

A suivre donc !

-> Contact : Frédéric Dollé (frederic.dolle@cea.fr)

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Plug In Labs Université Paris-Saclay. Plug In Labs Université Paris-Saclay ou PILUPS pour les intimes, est le portail numérique unique retenu par l’Université Paris-Saclay pour la mise en valeur et promotions des compétences, expertises et technologies des laboratoires et plateformes technologiques de son territoire. Piloté par l’Université Paris-Saclay et la SATT Paris-Saclay, financé par l’IDEX et le Fonds national de valorisation, PILUPS est accessible à tous depuis 2017, partenaires académiques comme entreprises, en particulier les PME. Un seul site web : https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr. Et une seule adresse mail : pluginlabs@universite-paris-saclay.fr.

Vous êtes chercheurs, étudiants, ingénieurs ou techniciens ? Vous travaillez dans le public ou le privé ? Vous avez besoin d’un accompagnement scientifique, technique et pluridisciplinaire dans les processus de découverte d’un médicament ?

Alors, venez découvrir les plateformes technologiques dédiées à l’innovation thérapeutique de la Faculté de Pharmacie de l’Université Paris-Saclay, l’Unité Mixte de Services IPSIT, mardi 21 janvier de 13 H à 16 H.

S’incrire : https://www.eventbrite.fr/e/billets-a-la-decouverte-des-plateformes-technologiques-de-lipsit-1040593552327

Le format retenu est résolument court, 1 heure de visite, sur inscription, suivie d’échanges autour d’une dégustation, afin de donner une vision globale de l’unité mixte de services et de rencontrer son personnel. Résolument à l’interface de la chimie, de la biologie et de la clinique, l’IPSIT établit des ponts entre la cible pathologique et le médicament. Le processus de découverte d’un médicament requiert une approche multidisciplinaire associant des savoir-faire complémentaires, notamment dans les domaines de la chimie, de la galénique, de la biologie structurale, de la biologie moléculaire et cellulaire, sans oublier la génétique et la pharmacologie. L’IPSIT, par ses plateformes technologiques, apporte aux équipes une aide scientifique essentielle dans ce processus. L’IPSIT participe aussi à l’animation scientifique et à la formation des étudiants et des personnels tout en contribuant au rapprochement d’équipes d’horizons différents et à la transdisciplinarité des collaborations.

Découvrez ainsi :

• le pôle OMICS avec ses plateformes de transcriptomique et génomique (ACTAGen), protéomique (PROTEOMIC), spectrométrie de masse et lipidomique (SAMM)
• le pôle Imagerie Cellulaire avec ses plateformes de microscopie photonique super-résolue et d’analyse d’images (MIPSIT), de cytométrie en flux (CYM) et d’histopathologie (PHIC)
• le pôle Interaction avec la plateforme de criblage moléculaire (CIBLOT)
• Ainsi que des services transverses constituées par une animalerie ultra-moderne équipée de dispositifs d’exploration fonctionnelle (ANIMEX), une verrerie scientifique et technique (VERRE SCIEN-TECH) et un plateau de bio-informatique (BIOINFO).

-> Contact : Valerie Domergue (valerie.domergue@universite-paris-saclay.fr), Directrice de l’IPSIT 

A propos de l’IPSIT. IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) est une Unité Mixte de Service placée sous les tutelles conjointes de l’UPSaclay (UMS-IPSIT), l’Inserm (US31) et le CNRS (UAR3679). L’IPSIT regroupe 10 plateformes techniques, organisées en trois pôles technologiques (IMCELLF, OMICS et INTERACTIONS) et trois plateformes transverses. L’IPSIT se veut résolument à l’interface de la chimie, de la biologie et de la clinique en établissant le lien entre la cible pathologique et le médicament. L’IPSIT est adossée à une Structure Fédérative de Recherche (SFR) qui rassemble l’UMS et 25 équipes de recherche. Enfin, l’IPSIT participe à l’animation scientifique et à la formation des étudiants et des personnels tout en contribuant au rapprochement d’équipes d’horizons différents et à la transdisciplinarité des collaborations. Voir aussi leur FOCUS PLATEFORME décrivant toutes leurs expertises !

Retour sur deux publications récentes issues du laboratoire Structure et Activité des Biomolécules Normales et Pathologiques (SABNP, Inserm U 1204 – Université d’Évry-Val-d’Essonne - Université Paris-Saclay) qui héberge la plateforme de biologie structurale de Genopole et qui, grâce à cette dernière, élucide des mécanismes clés associés à des cancers et des maladies neurodégénératives.

Pour rappeler brièvement le contexte, FUS et TDP-43 sont deux protéines de liaison à l'ARNm hébergeant des domaines enclins à s’auto-assembler et dont les mutations pathologiques sont liées à la progression de maladies neurodégénératives. Alors que FUS et TDP-43 forment des compartiments réversibles riches en ARNm dans le noyau, les mutations pathologiques favorisent leur agrégation cytoplasmique respective dans les neurones indépendamment l’une de l’autre.

En combinant des analyses dans un contexte in cellulo et in vitro à haute résolution par microscopie à force atomique, les chercheurs du laboratoire SABNP ont découvert que la protéine TDP-43 est spécifiquement recrutée dans les assemblages de FUS pour former des sous-compartiments riches en TDP-43, mais sans réciprocité (Demongin C et al., J Biol Chem 2024). La présence d'ARNm permet d’augmenter la proportion de TDP-43 miscible dans les compartiments de FUS. En conséquence, les auteurs ont également constaté que la forme pathologique tronquée de TDP-43, TDP-25, dont la capacité de liaison à l’ARN est altérée, ne se mélange plus avec FUS. Dans leur ensemble, ces résultats montrent que la liaison de FUS le long des ARNm naissants permet à TDP-43, qui est très sujet à l'agrégation, de s’incorporer dans la phase riche en FUS pour former des sous-compartiments riches en ARNm. Ce lien fonctionnel entre FUS et TDP-43 pourrait expliquer leur implication commune dans la sclérose latérale amyotrophique.

Par ailleurs, toujours au sein de la plateforme de biologie structurale de Genopole, des analyses réalisées par spectroscopie RMN ont permis de révéler le rôle unique de FUS dans l’activation de PARP-1 (Mamontova et al., Cell Reports 2023). L'activation de PARP-1 suite à des dommages à l'ADN conduit à la synthèse de longues chaînes de poly(ADP-ribose) (PAR), qui sert de signal pour la réparation de l'ADN. Par RMN, les auteurs montrent que FUS, une protéine de liaison à l'ARN, est spécifiquement dirigée vers PAR via son motif de reconnaissance à l’ARN pour augmenter la synthèse de PAR dans les cellules HeLa après un stress génotoxique. Sur la base des résultats de ce travail, les auteurs proposent un modèle dans lequel, suite à un arrêt transcriptionnel qui libère FUS de l'ARNm naissant, FUS peut être recrutée par PARP-1 pour stimuler la synthèse de PAR. Ce modèle offrira sans nul doute de nouvelles perspectives pour comprendre le rôle des protéines FET dans les cancers et dans certaines maladies neurodégénératives dans lesquelles FUS est impliquée.

Pour connaitre les modalités d’accès à la plateforme de biologie structurale, n’hésitez pas, contactez-nous !

Vous souhaitez relire leurs précédents FOCUS PLATEFORME ?

FOCUS PLATEFORME : La haute résolution arrive sur la plateforme de biologie structurale de Genopole ! (13-sept.-21) ;

FOCUS PLATEFORME : Plateforme de biologie structurale (Genopole) ou la combinaison d'une expertise propriétaire avec l'utilisation d'un équipement de pointe ! (14-mars-22)

-> Contact : Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr)

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GENOPOLE / Plateforme de biologie structurale. La plateforme de biologie structurale offre des équipements de pointe et l’expertise associée en spectroscopie RMN et en microscopie à force atomique. Concernant la spectroscopie RMN, les domaines d’activités sont d’une part l’analyse de la structure de protéines en solution, leur repliement, leur stabilité et leur dynamique en solution, d’autre part l’analyse des interactions ligand-protéine, protéine-protéine et protéine-acides nucléiques. Concernant la microscopie à force atomique, les domaines d’activités sont la caractérisation d’objets biologiques à l’échelle nanométrique, l’observation à l’air ou en milieu liquide de molécules uniques (ADN ou protéines), et l’étude de la formation de complexes ADN-ligands, protéine-protéine et microtubules-partenaires. Enfin, une partie de l’activité de la plateforme concerne la modélisation de la dynamique moléculaire.

A propos de Genopole. Premier biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 66 entreprises de biotechnologies, 17 laboratoires de recherche, 24 plateformes technologiques et plateaux techniques mutualisés, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : soutenir les politiques nationales de réindustrialisation et de souveraineté sanitaire, créer et soutenir les entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel (notamment pour décarboner la production), 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 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 labellisées par Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, vous pouvez aussi contacter Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr).

La plateforme de biochimie environnementale Biochem-Env de l’UMR ECOSYS (Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, INRAE/AgroParisTech/UPSaclay, Palaiseau) intervient dans de nombreux projets de recherche académiques ou de sciences participatives nécessitant la mesure d’indicateurs biologiques dans l’environnement. Outre ses laboratoires conventionnels ou de quarantaine, disposant aujourd’hui d’une chaine robotisée de mesure actuellement dédiée aux activités enzymatiques des sols et sédiments (voir leur premier FOCUS PLATE FORME à ce sujet !), la plateforme Biochem-Env opère aussi un laboratoire mobile (relire leur deuxième FOCUS PLATEFORME sur ce Lab-Mobile !) lui permettant de réaliser les analyses directement sur site, au plus proche des dispositifs expérimentaux et des scientifiques. Ce Lab-Mobile permet également des actions de médiation scientifique, notamment auprès des jeunes (voir leur troisième FOCUS PLATEFORME). La plateforme développe maintenant des outils d’interprétation de la diversité fonctionnelle des sols (relire leur quatrième FOCUS PLATEFORME) pour fournir une meilleure interprétation des résultats qu’elle produit.

Une activité importante de la plateforme concerne le développement de méthodes d’analyse de la diversité fonctionnelle des écosystèmes. Les méthodes développées doivent démontrer leur robustesse et leur transposition entre différents laboratoires utilisateurs pour garantir des résultats analytiques fiables, reproductibles et comparables. Dans ce but, la plateforme est impliquée dans les instances de normalisation (AFNOR) et pilote le sous-comité technique ISO/TC 190/SC 4 en charge des méthodes de caractérisation biologique de la qualité des sols. Elle a notamment porté la norme ISO20130:2018 Measurement of enzyme activity patterns in soil samples using colorimetric substrates in micro-well plates. Elle est également impliquée dans le développement de normes portant sur la faune du sol, la flore, les microorganismes et l’écotoxicologie.

N’hésitez pas à prendre contact avec la plateforme et à rejoindre les instances de normalisation. Pour cela, consultez son compte Twitter @INRAE_BIOCHEM ou son site web https://www.biochemenv.fr

-> Contact : Christian Mougin et Erell Naslain (contact-biochemenv@inrae.fr)

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ECOSYS / Plateforme Biochem-Env. Biochem-Env est une plateforme scientifique et technique centrée sur le développement et la mesure d'indicateurs biochimiques dans l'environnement et les organismes des écosystèmes continentaux. Dans l'environnement (sols et sédiments), la plateforme permet la mesure d'indicateurs fonctionnels (activités enzymatiques impliquées dans les cycles biogéochimiques, métabolisme des macromolécules, activité métabolique globale, microrespiration). Elle réalise également la mesure d'indicateurs biochimiques chez les invertébrés benthiques et terrestres (réserves énergétiques et macromolécules, stress oxydant, mécanismes de détoxication, exposition aux contaminants environnementaux...).

La plateforme de criblage à haut-débit du biocluster Genopole renouvelle intégralement ses équipements. Retour sur une belle histoire…

Porté par l’Institut des cellules Souches pour le Traitement et l’Étude des maladies Monogéniques (I-Stem) et l’Université d’Evry, le projet de Plateforme d’Investigation de Thérapeutiques sur Cellules Humaines (PITCH) a été retenu dans le cadre du 2ème appel à projets Sésame Filières France 2030 lancé par l'État et la Région Île-de-France pour soutenir la structuration de filières stratégiques en Île-de-France. L’I-Stem, laboratoire pionnier et leader de la recherche sur les cellules souches, doit ce succès à Cécile Martinat, Directrice de l’unité Inserm UMR861 à l’I-Stem, qui a porté ce dossier auprès de la Région Île-de-France. « Nous sommes très heureux que le projet PITCH ait été retenu, cela est une reconnaissance de toute l’expertise développée et acquise par I-Stem depuis la création du laboratoire. Le développement de PITCH est une réelle opportunité à la fois pour nos futurs partenaires et pour I-Stem dont la raison d’être est de trouver des traitements pour les maladies génétiques » précise Cécile Martinat.

Ainsi, l’I-Stem et l’Université d’Evry ont bénéficié d’un soutien financier pour développer cette nouvelle plateforme de criblage à haut débit dont l’objectif est d’accélérer l’identification de médicaments pour des maladies génétiques à partir de modèles cellulaires dérivés d’IPS (cellules souches pluripotentes induites).

L’activité de criblage à haut-débit portée par la plateforme est essentielle au processus de découverte de nouveaux médicaments. Ce processus consiste à sélectionner parmi des milliers de molécules, celles qui pourraient avoir un usage pharmaceutique. Pour ce faire, de grandes bibliothèques de composés repositionnables sont testées sur un modèle biologique présentant une cible thérapeutique spécifique. Forte de plus de 15 ans d’expertise dans le criblage de modèles biologiques pertinents de maladies rares, les membres de la plateforme de criblage à haut-débit, labellisée Genopole, évaluent la faisabilité, conseillent et orientent les équipes de recherche dans le développement de leurs projets : de la miniaturisation des essais cellulaires en microplaques (96 et 384 puits) jusqu’au choix d’un biomarqueur quantifiable à haut-débit. Lorsque le test cellulaire est suffisamment robuste, elle réalise la campagne de criblage primaire à une ou plusieurs doses en mono/quadruplicats, les retests et l’évaluation des EC/IC50 sur des librairies de molécules repositionnables personnalisées.

Acquis en 2007 et mis à niveau en 2015, les équipements composant la plateforme BioCel 1800 (Agilent) pour le criblage à haut-débit ne permettaient pas de descendre en dessous du microlitre ce qui, pour certain test, était bien trop coûteux.

Financée par la Région Ile-de-France, la nouvelle plateforme de criblage à haut-débit (en photo) installée en novembre 2023 permet aujourd’hui grâce au nanodispenseur acoustique Echo 650 (Labcyte - Beckman Coulter) de descendre jusqu’à 2,5 nl de volume de réactif réduisant considérablement le coût par puit. « Aujourd’hui, avec cette nouvelle plateforme de criblage à haut-débit, il est possible d’effectuer des cribles de molécules en dose réponse, de la combinatoire, et de la quantification de biomarqueurs qui était trop coûteuse au microlitre » indique Johana Tournois, ingénieure responsable de la plateforme, avant de nous la présenter en détail « cette nouvelle plateforme, qui reste évolutive, se compose notamment d’un grand robot pipeteur Biomek i7 (Beckman Coulter) avec ses 2 têtes 96 et 384 puits ainsi qu’un span-8 à écartement variable permettant un pipetage jusqu’à 1070 ul , son desk de 40 positions incluant un agitateur et un bloc chauffant ; d’un carrousel Cytomat C10 maintenu à température ambiante pour stocker les microplaques et les boites de cônes nécessaires au robot Biomek i7 ; le fameux nanodispenseur acoustique Echo 650 (Labcyte / Beckman Coulter) qui est la pièce maîtresse permettant de réduire le volume de réactifs par puit et par conséquent le coût par test ; d’une étiqueteuse de code-barres pour microplaques afin d’assurer la traçabilité grâce au lecteur de codes-barres, d’une scelleuse et d’un X Peal (Brooks) relativement classiques ; d’une centrifugeuse de microplaques (Agilent) ; d’un incubateur Cytomat 5 avec son carrousel permettant d’accueillir jusqu’à 100 microplaques de cultures ; un bras robotique en position centrale et le tout sous une hotte Erlab-Noroit produisant un flux vertical stérile ».

Une fois les microplaques préparées grâce ces nouveaux équipements, les méthodes de quantifications de biomarqueurs sont réalisées en high-throughput screening (HTS) grâce au lecteur de microplaques multimodale ClarioStar (BMG Labtech) pour les tests biochimiques variés (fluorescence, luminescence), la quantification de protéines (TR-FRET, alpha-screen, alpha-LISA, HTFR), la quantification de luciférase (surexpression…) et de marqueurs en absorbance. Les imageurs high-content screening (HCS) CellInsight CX7 (ThermoScientific) et ImageXpress (Molecular Devices) sont également très utiles pour la quantification de protéines membranaires, de protéines nucléaires, de la translocation de protéines ou leur colocalisation.

Johana Tournois ajoute que « la plateforme devrait être opérationnelle cet automne, c’est à dire une fois transféré l’ensemble des protocoles développés sur le BioCel 1800 (Agilent). Avec mon équipe, nous avons hâte de pouvoir l’utiliser pleinement au service des équipes de recherche d’I-Stem notamment et pour d’autres projets en collaboration avec d’autres équipes génopolitaines, de Paris-Saclay ou internationales ».

Julien Picot, Directeur adjoint délégué aux infrastructures et plateformes du biocluster Genopole indique que « cette très belle Plateforme de criblage à haut-débit, financée grâce à un SESAME-Filières et opérée par l’équipe de Johana dispose d'une chimiothèque dans laquelle se trouvent 3176 molécules repositionnables, annotées, des molécules bioactives de phase 2-3 en essais cliniques et une librairie mécanistique de 320 molécules » avant qu’Alexandra Benchoua, chercheure et responsable de l’équipe « Développement et innovation technologique » complète les propos en indiquant que « l’objectif est non pas d'atteindre les millions de composés présents dans les chimiothèques des grands groupes industriels mais de diversifier les ressources en s'orientant notamment vers des chimiothèques plus "mécanistiques" afin d'améliorer la dissection des voies moléculaires impliquées dans l'effet des composés pharmacologiques identifiés par ailleurs ».

En complément de cette activité, la plateforme de criblage à haut-débit mène des programmes de recherche et d’innovation technologique permettant le développement de nouveaux essais biochimiques et moléculaires facilitant la quantification de biomarqueurs spécifiques.

Contacts : Alexandra Benchoua (abenchoua@istem.fr) ; Johana Tournois (jtournois@istem.fr) ; Julien Picot (julien.picot@genopole.fr)

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A propos de GENOPOLE / I-STEM / Plateforme de Criblage à haut débit. Forte de plus de 15 ans d’expertise dans le criblage de modèles biologiques pertinents de maladies rares, les membres de la plateforme de criblage à haut-débit, labellisée Genopole, évaluent la faisabilité, conseillent et orientent les équipes de recherche dans le développement de leurs projets : de la miniaturisation des essais cellulaires en microplaques (96 et 384 puits) jusqu’au choix d’un biomarqueur quantifiable à haut-débit. Lorsque le test cellulaire est suffisamment robuste, les membres de la plateforme réalisent la campagne de criblage primaire à une ou plusieurs doses en mono/quadruplicats, les retests et l’évaluation des EC/IC50 sur des librairies de molécules repositionnables personnalisées. La Plateforme dispose d'une chimiothèque de 25 000 molécules et 2 500 molécules naturelles (Pierre Fabre). Parmi cette chimiothèque, il y a 3176 molécules repositionnables (annotées) et une librairie mécanistique de 320 molécules. En complément de cette activité, la plateforme de criblage à haut-débit mène des programmes de recherche et d’innovation technologique permettant le développement de nouveaux essais biochimiques et moléculaires facilitant la quantification de biomarqueurs spécifiques.

A propos de Genopole. Premier biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à la bioéconomie, Genopole réunit 66 entreprises, 17 laboratoires de recherche, 24 plateformes technologiques et plateaux techniques mutualisés, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : favoriser l’émergence et la croissance de sociétés de biotechnologie, le transfert d’innovations vers le secteur industriel, le développement de la recherche et l’enseignement supérieur en sciences de la vie. Genopole est un Groupement d’intérêt public 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 technologiques labellisées par Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, contactez Julien Picot (julien.picot@genopole.fr).

A propos de l’Université d’Evry. Avec ses près de 11 000 étudiants, plus de 160 formations, l’Université d’Évry entre dans la dynamique de l’Université Paris-Saclay qui regroupe 15% de la recherche en France et se classe au 16 è rang mondial. L’Université d’Évry se distingue en particulier par une recherche de pointe en sciences exactes comme la Génomique et post-génomique, les mathématiques appliquées, l’informatique, les Sciences et Technologies de l’Information et de la Communication (STIC) ainsi que les Sciences et Technologies pour l’espace, la robotique ou les véhicules autonomes, aériens et terrestres. Ces travaux et recherches s’effectuent également dans le cadre de partenariats étroits avec le biocluster Genopole, et se concrétisent par une participation au “Campus des Métiers et Qualifications – Aéronautique et Spatial” en qualité d’établissement référent. Enfin, les Sciences Humaines et Sociales (économie, droit, sociologie, histoire, musicologie), au plus près des enjeux sociétaux, interrogent les équilibres économiques, comparent le droit public et privé, et questionnent la place de l’homme au travail, l’homme face aux médias visuels, l’art et la musique.

IBiSA et les infrastructures nationales en biologie-santé (INBS). Organisées autour de plateformes IBiSA, les INBS ont pour mission de produire une R&D optimisée et de fournir des services de pointe. Elles soutiennent l'excellence de la France et sa compétitivité en matière de biologie-santé. Intermédiaire et facilitateur de choix, le GIS IBiSA assure le lien entre l’ensemble des INBS, associées en club, et leurs tutelles pour une recherche française toujours plus performante. Lire l’article.

80 millions d’euros pour les INBS du PIA. En 2024, le Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche (MESR) a distribué un financement d'un montant de 80 millions d’euros aux INBS sélectionnées dans le cadre du programme d'investissements d'avenir (PIA). Engagé depuis plus de 10 ans, le PIA vise à soutenir les infrastructures nationales pour leur permettre de maintenir leurs recherches et technologies au meilleur niveau international. En savoir plus. 

4 millions d’euros pour 6 INBS hors PIA. En début d'année, le GIS IBiSA a été chargé d'organiser un appel d’offres pour les INBS créées après les PIA. 4 millions d’euros ont ainsi été distribués à 6 INBS hors PIA : CALIS, ChemBioFrance, EBRAINS-FR, France Exposome, Emerg’in et LiPh@SAS, couvrant les thèmes de l’alimentation, de la biochimie, des neurosciences numériques, de l’exposome, des maladies animales et zoonoses émergentes, et du phénotypage des animaux d’élevage. En savoir plus.

Résultats de l'appel d’offres Plateformes IBiSA 2024. Le conseil scientifique et le comité de direction du GIS IBiSA se réuniront le 18 novembre 2024 pour délibérer sur les dossiers reçus à l'appel d’offres Plateformes IBiSA 2024. Les résultats seront rendus publics sur le site web du GIS, dans la newsletter et sur les réseaux sociaux. Appel d’offres Plateformes.

Ouverture des appels d’offres Plateformes et CRB 2025. La prochaine édition des appels d’offres Plateformes et CRB IBiSA ouvrira début janvier 2025. La date sera précisée sur le site web, dans la newsletter et sur les réseaux sociaux. Comme les PDX, les iPSC et les arthropodes vecteurs en 2024, certaines thématiques pourront être privilégiées. Appel d’offres IBiSA.

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A propos d’IBISA. Le GIS IBiSA coordonne la politique nationale de labellisation et de soutien aux infrastructures de biologie, santé et agronomie. Placé sous la tutelle de 8 partenaires, il est l’unique instrument de financement commun à l’ensemble des établissements de recherche en sciences du vivant. Grâce à deux appels d’offres dédiés, les plateformes et centres de ressources biologiques (CRB) peuvent candidater à la labellisation IBiSA et accéder à des financements conséquents pour des investissements jugés nécessaires à leurs missions. Le GIS conditionne son soutien à une ouverture large à la communauté scientifique. Il encourage également la création de structures de pilotage, concertation et coopération, l'animation de réseaux thématiques et les démarches qualité. Plus d'infos sur le GIS IBiSA.

Vous souhaitez découvrir le potentiel de Paris-Saclay en termes de plateformes ? L’interface Plug In Labs Université Paris-Saclay recense et rend visible plus de 200 plateformes dans le domaine des sciences de la vie - des plateaux techniques, des plateformes technologiques, des infrastructures d’expérimentation, mais aussi des collections - en d’autres termes, des espaces de laboratoires dotés d’équipements, souvent uniques, ou de banques de ressources, associés à un fort potentiel humain, les opérant et les maintenant au meilleur niveau technologique.

A propos de Plug In Labs Université Paris-Saclay. Plug In Labs Université Paris-Saclay ou PILUPS pour les intimes, est le portail numérique unique retenu par l’Université Paris-Saclay pour la mise en valeur et promotions des compétences, expertises et technologies des laboratoires et plateformes technologiques de son territoire. Piloté par l’Université Paris-Saclay et la SATT Paris-Saclay, financé par l’IDEX et le Fonds national de valorisation, PILUPS est accessible à tous depuis 2017, partenaires académiques comme entreprises, en particulier les PME. Un seul site web : https://www.pluginlabs-universiteparissaclay.fr. Et une seule adresse mail : pluginlabs@universite-paris-saclay.fr.

Depuis sa création, le Genoscope – Centre National de Séquençage participe à des projets collaboratifs à fort impact scientifique en fournissant à la communauté scientifique toute l’expertise et les capacités de production et d’analyse de données indispensables à ces projets. Depuis sa contribution majeure, il y a près de 20 ans, au projet Human Genome en publiant la séquence complète du chromosome 14 (Heilig et al., Nature 2003), la plateforme de séquençage située au cœur du biocluster Genopole installé à Évry-Courcouronnes a réalisé le séquençage de nombreuses plantes (vigne, riz, blé…), d’animaux (tétraodon, anophèle…), de champignons (truffe, champignons pathogènes du colza et de la vigne) et de plus d’une centaine de procaryotes. Grâce à sa collaboration avec le Très Grand Centre de Calculs du CEA, situé lui-aussi en Essonne, le Genoscope - CNS a permis de traiter de très grands ensembles de données en utilisant l’informatique haute performance de pointe. Ainsi, depuis sa création, le Genoscope-CNS a contribué à plus de 750 publications et ceci grâce à sa plateforme de séquençage.

Nous l’évoquions il y a quelques mois déjà dans un FOCUS PLATEFORME, le Genoscope - CNS a choisi de s’aligner sur la stratégie et les engagements de l'Union Européenne en matière de biodiversité pour 2030 tels que la lutte contre le déclin des pollinisateurs, l'amélioration de l'état de conservation des espèces et des habitats clés, la promotion de la restauration écologique des systèmes forestiers et des rivières, et la minimisation des impacts des espèces invasives. Accompagné d’autres partenaires européens, le Genoscope – CNS participe activement à la recherche en génomique de la biodiversité en Europe visant à étayer la conservation de celle-ci et sa biosurveillance basée sur l'ADN par la génération de génomes de référence de haute qualité provenant de toutes les formes de vie afin de d’établir un Atlas européen des génomes de référence (ERGA). L’initiative ERGA est une réponse scientifique paneuropéenne aux menaces actuelles qui pèsent sur la biodiversité. Les génomes de référence fournissent l’aperçu le plus complet des bases génétiques qui constituent chaque espèce et représentent une ressource puissante pour comprendre le fonctionnement de la biodiversité. Alors qu’environ un cinquième des quelques 200 000 espèces européennes sont menacées d’extinction, nous devons agir rapidement et ensemble pour générer à grande échelle des ressources génomiques complètes de haute qualité. 

Les acteurs de l'Atlas Européen des Génomes de Référence (ERGA) célèbrent tous une réalisation majeure avec l'achèvement réussi du projet pilote. Cette initiative novatrice a réuni des chercheurs de 33 pays pour produire des génomes de référence de haute qualité pour 98 espèces européennes, faisant progresser la création d'une base de données génomique complète pour la biodiversité européenne. La France a été représentée par le Genoscope – CNS avec un financement du réseau France Génomique.

Les accomplissements du projet pilote incluent les premiers assemblages de génomes au niveau chromosomique pour des espèces de France, telles que le Vison d'Europe (Mustella lutreola) et le Marmottier (Prunus brigantina) (Mc Cartney et al, Nature 2024). Ces génomes sont désormais accessibles au public, illustrant la puissance de la collaboration internationale dans l'avancement de la recherche sur la biodiversité. La plateforme de séquençage a également permis de séquencer les génomes des espèces Phaeosaccion multiseriatum, Aglaophenia octodonta, Acrocephalus paludicola, Niphargus dancaui, Niphargus schellenbergi, Buccinim undatum…  Mais serez-vous assez curieux pour découvrir quelles espèces se cachent derrière ces noms ? Parmi elles se trouvent des algues, un coquillage présent dans les plateaux de fruits de mer ou un oiseau migrateur !

Le projet pilote d’ERGA a également mis en évidence l’importance croissante de la génomique de la biodiversité, avec des données destinées à orienter les efforts de conservation et les pratiques durables. Par exemple, le génome de la Grande Argentine, une espèce de poisson d'importance commerciale, aidera à prendre des décisions éclairées sur des pratiques de pêche responsables. Dans le cadre du projet mondial Earth BioGenome Project, ERGA a démontré qu’un modèle de production de génomes décentralisé et collaboratif est à la fois faisable et efficace, même sans financement centralisé. Ce succès établit une nouvelle norme pour les initiatives de génomique de la biodiversité à grande échelle dans le monde entier !

Pour obtenir des renseignements sur les modalités d’accès de la plateforme de séquençage, n’hésitez pas à contacter Pedro OLIVEIRA !

Contact : Pedro OLIVEIRA (Pedro.COUTOOLIVEIRA@genoscope.cns.fr)

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A propos de GENOSCOPE / Plateforme de Séquençage - Genopole. Le Genoscope s’est orienté vers l’étude de la biodiversité, à travers le séquençage de novo de grands génomes complets, de métagénomes complexes et plus généralement de collections d’ADN nécessitant une approche de séquençage à très grande échelle. L’équipe du laboratoire de séquençage s’implique dans la prise en main des projets à partir de la réception des échantillons jusqu’à la validation des séquences brutes. Le séquençage est assuré par des séquenceurs très haut débit de deuxième et troisième génération. Ces équipements high-techs permettent d’atteindre un débit autorisant le séquençage de génomes entiers dans un intervalle de temps limité.

A propos de Genopole. Premier biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 66 entreprises de biotechnologies, 17 laboratoires de recherche, 24 plateformes technologiques et plateaux techniques mutualisés, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : soutenir les politiques nationales de réindustrialisation et de souveraineté sanitaire, créer et soutenir les entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel (notamment pour décarboner la production), 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 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 labellisées par Genopole, ainsi que sur les équipements mutualisés accessibles à la communauté scientifique francilienne, vous pouvez aussi contacter Julien Picot (Julien.Picot@genopole.fr).

La plateforme SPOmics-Interactome (Institute of Plant Sciences Paris-Saclay (IPS2), Univ Evry, INRAE, CNRS, Université Paris-Saclay, Université Paris Cité) et l’équipe « Génomique et Epigénétique des Tumeurs Rares » (INSERM U1016 - CNRS UMR 8104, Institut Cochin) ont récemment établi une collaboration pour la mise en place d’un test fonctionnel à haut débit. Le but de ce projet est d’évaluer simultanément l’impact de tous les variants faux-sens du domaine exonucléase de l’ADN polymérase epsilon (POLE) par un test d’édition génomique à saturation au sein d’un modèle levure.

La réplication de l’ADN est un processus complexe qui implique plusieurs ADN polymérases, dont l’ADN polymérase epsilon pour le brin direct et l’ADN polymérase delta pour les fragments d’Okazaki. L’ADN polymérase epsilon possède plusieurs domaines dont un domaine polymérase pour la synthèse du brin naissant et un domaine 3’5’ exonucléase corrigeant les erreurs réalisées par le domaine polymérase. Ce domaine exonucléase, qui est très conservé de la levure à l’Homme, permet l’excision et la correction des mismatchs naissants avant même leur sortie du complexe polymérase, augmentant d’un facteur 100 la fidélité de la réplication. Il y a maintenant 10 ans, une première étude mettait en évidence la causalité d’un variant faux-sens du domaine exonucléase de POLE au sein d’un syndrome de prédisposition aux cancers principalement digestifs, autrement nommé PPAP pour polymerase proofreading associated polyposis. Depuis, les descriptions se sont multipliées et le risque cumulé d’avoir développé un cancer à l’âge de 70 ans est de l’ordre de 70%.

Grace à l’expertise présente sur la plateforme et aux connaissances de l’équipe Génomique et Epigénétique des Tumeurs Rares nous optimisons ce test qui s’appuie sur plusieurs étapes (mutagénèse, sélection fonctionnelle, séquençage et analyses bioinformatiques) et qui prévoit à plusieurs reprises du repiquage automatisé de plusieurs milliers de clones de levure depuis une gélose vers des plaques 96 puits.

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

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Envie de (re)lire leurs précédents FOCUS PLATEFORME ? (14 septembre 2020) ? FOCUS PLATEFORME : SPOmics-Interactome ou comment les plantes peuvent servir la découverte de nouveaux rôles de l'ubiquitination des protéines ; (18 septembre 2023) FOCUS PLATEFORME : SPOmics-Interactome ou comment les plantes peuvent servir la découverte de nouveaux rôles de l'ubiquitination des protéines

Découvrir toutes les plateformes de l’IPS2 ? cliquer ICI !

IPS2 / SPOmics-Interactome. 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.

A propos de l’IPS2. L’Institute of Plant Sciences Paris-Saclay ou IPS2 a pour mission de comprendre les mécanismes génétiques et moléculaires qui contrôlent la croissance de la plante et leurs régulations par les signaux endogènes et exogènes d’origine biotique (symbiotiques et pathogènes) et abiotique, notamment en relation avec le changement climatique. L’analyse de ces mécanismes est effectuée de manière intégrée à l’échelle de la cellule, de l’organe jusqu’à la plante entière. L’IPS2 applique une approche multidisciplinaire en combinant la génomique/epigénomique, la biologie cellulaire, la bio-informatique, la biochimie, la génétique, et la physiologie, développe des outils de modélisation indispensables pour une biologie prédictive, et facilite la recherche translationnelle des espèces modèles aux espèces cultivées.

Qu’est-ce que la magnétoencéphalographie (MEG) ? La MEG est une technique d’imagerie cérébrale non invasive permettant de mesurer les champs magnétiques générés par les neurones du cerveau humain avec une haute résolution temporelle et une bonne résolution spatiale. Lorsqu’elle est combinée à l'IRM anatomique du participant, la MEG permet de reconstruire l'activité cérébrale dans le cortex et certaines zones sous-corticales avec une résolution spatiale de quelques millimètres. Elle constitue une méthode adaptée à l’étude des bases neurales des grandes fonctions cognitives humaines telles que le langage, l’attention, la perception et la prise de décision.

La magnétoencéphalographie (MEG) est présente sur NeuroSpin (Institut des Sciences du Vivant Frédéric Joliot, Centre CEA Paris-Saclay, Gif-sur-Yvette) depuis 2008, mais depuis quelques mois, c’est un nouvel équipement (financé à hauteur de 2 M€ par la région Ile-de-France (CPER 2021-2027)) qui est progressivement mis en service sur la plateforme NEUROSPIN / Imagerie chez l'homme en MEG : un Triux Neo de MEGIN !

Quoi de neuf avec cet équipement (Triux Neo, MEGIN) ? La nouvelle électronique de ses capteurs permet un gain considérable de qualité d’enregistrement par rapport à l’ancienne machine (Neuromag 306, Elekta) : son rapport signal-à-bruit augmente de 20% et la plage dynamique est multipliée par 3 par rapport à l’ancien système, permettant ainsi des acquisitions chez les patients avec une stimulation cérébrale profonde, des implants cochléaires ou électrodes implantées. Son nouveau siège modulaire et ajustable permet de simplifier les expériences chez l’enfant et le bébé. En effet, ces petits participants seront installés plus facilement dans ce dispositif entièrement adapté. Enfin, elle possède un système de recyclage d’hélium : un liquéfacteur reliquéfie 100% de l’hélium vaporisé durant la nuit. Cela représente un gain économique et écologique très important sans impacter les plages d’acquisition de données ! Au programme des prochains mois, plusieurs projets de recherche auront l’opportunité de bénéficier de ce nouvel instrument notamment pour étudier comment le cerveau humain calcule l’incertitude lorsqu’il prend une décision, comment il mémorise des séquences d’évènements lorsque celles-ci sont régulières et enfin, si la pratique de la musique permet aux enfants de meilleurs apprentissages scolaires.

Contacts : Leila Azizi (leila.azizi@cea.fr); Fosca Al Roumi (fosca.alroumi@cea.fr)

Plug In Labs Université Paris-Saclay : cliquer ICI

Aussi, en octobre 2020, la plateforme publiait son premier FOCUS PLATEFORME… Redécouvrez- le aujourd’hui : FOCUS PLATEFORME : La MEG révèle les mécanismes utilisés par le cerveau humain pour compresser l’information en mémoire !

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 hauts 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 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.