Life Sciences Université Paris-Saclay

La plateforme Chiral-IST (Faculté de Pharmacie, Université Paris-Saclay) propose à des équipes de recherche académiques ou à des entreprises du territoire Paris-Saclay d’étudier la stabilité et la conformation de protéines par dichroïsme circulaire et fluorescence. Retour sur une collaboration réussie impliquant une équipe de recherche d’une Université brésilienne, une équipe INRAE / Université de Tours (UMR 1282, Infectiologie et Santé Publique) et Chiral-IST.

Courant 2017, Chiral-IST est contactée par Philippe Billiald (MCAM, UMR MNHN-CNRS 7245, Muséum national d’Histoire naturelle, Paris), ce dernier collaborant avec une équipe brésilienne (Universidade Federal do Paraná, Curitiba) sur l'envenimation due aux piqûres d'araignées Loxosceles, une maladie négligée et un problème médical majeur en Amérique du Sud.

À ce jour, il n'y a pas de consensus pour le traitement des patients envenimés, et des anti-venins polyclonaux de cheval sont généralement perfusés aux patients atteints. Pourtant, il est bien connu que les protéines de venin dans la gamme 30–35 kDa avec la sphingomyélinase D (SMasesD), reproduisent la plupart des effets toxiques observés dans le loxoscelisme. Des fragments d'anticorps monoclonaux ciblant ces toxines pouvant constituer une alternative sûre et un traitement effectif, ont donc été étudiés … et c’est à partir d’un anticorps monoclonal ciblant les SMasesD du venin de L. intermedia et neutralisant son activité dermonécrotique, que nous avons conçu les domaines variables d'anticorps humanisés, sous forme de chaîne unique recombinante de fragments d'anticorps (scFv). Ces molécules ont ensuite été caractérisées en termes d'humanisation, d’activité et neutralisation du venin et pour la stabilité de structure par notre plateforme. L'analyse in silico des interactions antigène/anticorps acides aminés a contribué à la compréhension du mécanisme de neutralisation et conduit à reformater le fragment d'anticorps humanisé pour récupérer les caractéristiques fonctionnelles pour une neutralisation efficace, in vitro, du venin.

Ce travail a démontré la fonctionnalité de l’anticorps pour une approche thérapeutique et l’étude pris en charge par Chiral-IST (dichroïsme circulaire, voir figure) a permis de caractériser sa stabilité jusqu’à 40°C. La suite ? Pour une utilisation en milieu tropical, la nécessité d’améliorer la stabilité thermique de cet anticorps par « Protein engineering » a été requise (50°C à minima) pour lui permettre une utilisation pratique thérapeutique en conditions locales. En savoir plus ? Karim-Silva et al., Toxins 2020.

Contact : Arnaud Leroy (arnaud.leroy@universite-paris-saclay.fr)

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CHIRAL-IST (CHIRALité et Innovation Spectroscopique et Technologique). La plateforme propose la caractérisation spectroscopique (propriétés dichroïques et fluorescence) de molécules en solution et dans différents environnements liquides, et leurs interactions avec une autre molécule partenaire (ex : interaction protéine-protéine ou protéine-petite molécule). Les molécules concernées par nos analyses peuvent être des composés de petit poids moléculaire et d’intérêt thérapeutique, issus de synthèse, d’hémi-synthèse ou de purification, ou des macromolécules biologiques (peptides synthétiques, protéines et fragments d’ADN).

Clostridium difficile est une bactérie entéropathogène responsable de 15 à 25% des diarrhées consécutives à une antibiothérapie. Un traitement à base de métronidazole est en place, cependant, une modification de sensibilité de certaines souches, des rechutes plus fréquentes et donc une moins bonne efficacité du traitement au métronidazole ont été observées.

Séverine Péchiné (Equipe Bactéries Pathogènes et Santé, pôle Adaptation Bactérienne et Pathogénèse – Institut Micalis) et sa doctorante Tri-Hanh-Dung Doan, investiguent alors les raisons possibles de cette diminution d’efficacité. Des essais préliminaires montrent que, contrairement aux souches de Clostridium difficile sensibles, pour des souches de sensibilité diminuée au métronidazole, une concentration sub-inhibitrice induit in vitro et en 48 heures une augmentation par 4 de la production d’un biofilm, et une modification morphologique par élongation des bactéries.

La plateforme de protéomique de l’IPSIT est alors appelée en renfort, pour analyser, par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS), le protéome de 2 souches de Clostridium difficile de sensibilités différentes au métronidazole. Ainsi, dans un véritable coup de filet, IPSIT / Plateforme de protéomique met en évidence des différences qualitative et quantitative pour 665 protéines exprimées par les bactéries en présence de concentrations différentes de métronidazole. Bien qu’en l’absence de métronidazole les souches présentent des protéomes similaires, elles adoptent des réponses hétérogènes lorsqu’elles sont soumises au stress antibiotique. Parmi les nombreuses observations faites, dans le cas de la souche la moins sensible au métronidazole, la synthèse de deux protéines particulières, la protéase (Cwp84) et une aminotransférase de la famille de MocR impliquées dans la formation du biofilm, a été altérée par le métronidazole. Cette modification pourrait expliquer la production plus importante de biofilm observée préalablement.

Les protéines impliquées sont maintenant identifiées et mises en examen, reste à déterminer les connexions et les rouages de cette machination. Ces premières conclusions corroborent donc les autres en cours dans la lutte contre le développement de résistance aux antibiotiques. Enquête à suivre. En savoir plus ? Tri-Hanh-Dung Doan et al., PLOS ONE, 2020.

Contact : Stéphanie Nicolay (stephanie.nicolay@universite-paris-saclay.fr)

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IPSIT / Plateforme de protéomique. L’UMS IPSIT, pour Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique, est une Unité Mixte de Service de l’Université Paris-Saclay qui regroupe 10 plateformes technologiques, à l’interface entre les domaines de la biologie, de la chimie et des sciences médicales. La plateforme de Protéomique, intégrée au sein du réseau de Plateformes de Protéomique Paris-Saclay (P2S), ouvre son expertise aux différents acteurs de la recherche, qu’ils soient chercheurs de l’UFR de Pharmacie ou laboratoires extérieurs, de statut public ou privé. Dans le cadre de l’étude du protéome, la plateforme de protéomique utilise une approche dite Bottom-Up. Cette dernière implique de digérer dans un premier temps les protéines, puis d’analyser le mélange peptidique obtenu par nano-chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse haute résolution. Les peptides sont alors élués, détectés en fonction de leur rapport masse/charge et fragmentés de manière contrôlée. Les informations obtenues sur la masse exacte des peptides et la séquence en acides aminés permettent alors de remonter à l’identification des protéines et à leur quantification relative. Selon leur nature, les modifications post-traductionnelles (MPT) peuvent être étudiées, tout dépend de leur stabilité dans les conditions d’analyse en place sur la plateforme.

Créée en 2017, la plateforme d’histologie – anatomocytopathologie de Genopole propose les équipements, le savoir-faire et l’expertise nécessaires pour répondre aux besoins croissants des entités du biocluster Genopole dont l’activité est liée au domaine de la Santé. Les prestations de service proposées par cette plateforme sont tout naturellement la préparation des tissus (cryoconservation, inclusion en paraffine ou en résine), leur section (cryosection, microtomie ou ultra-microtomie), leurs colorations histologiques dites classiques ou bien la réalisation de marquages immunohistochimiques (DAB ou fluorescents) via des automates et enfin leur exploration en microscopie en vue d’une analyse morphométrique précise des tissus observés.

Pour y arriver, des technologies et des compétences complémentaires sont requises à chacune de ces étapes. D’autre part, l’expertise sur lames par les médecins pathologistes du Centre Hospitalier Sud Francilien (CHSF, Corbeil-Essonnes) peut, dans certains cas, constituer l’étape finale de cette chaine de préparation des tissus, étape qui nécessite un savoir-faire et une technicité certaine afin de préserver la structure des tissus parfois très fragiles et précieux.

Vous l’aurez compris, la singularité de la plateforme d’histologie – anatomocytopathologie est qu’elle s’appuie sur l’expertise des membres du service « anatomie & cytologie pathologiques - ACP » du CHSF dont l’effectif vient d’augmenter significativement suite au regroupement avec le service du même nom du Groupe Hospitalier Nord Essonne (Juvisy-sur-Orge / Longjumeau / Orsay) comme nous l’indique le Dr. Virginie CAHN, Cheffe du Service ACP du CHSF : « En effet, trois médecins pathologistes, cinq techniciens, une aide de laboratoire et une secrétaire médicale sont venus renforcer l’équipe déjà présente. Nous sommes tous ravis de cette nouvelle dynamique de groupe mais également de pouvoir collaborer avec les entités génopolitaines qui nous en font la demande, à l’image de la société Xentech par exemple, avec qui nous collaborons depuis de nombreuses années » avant d’ajouter « c’est un réel plaisir pour nous de pouvoir diversifier notre activité et de mettre à disposition notre savoir-faire et nos compétences au service de projets aussi intéressants qu’ambitieux ».

Si vous avez des besoins en préparation de tissus, en coloration ou en expertise sur lames, n’hésitez pas, contactez-nous !

Contact : Julien Picot (julien.picot@genopole.fr)

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GENOPOLE / Plateforme d'histologie-anatomocytopathologie. La plate-forme d'histologie-anatomocytopathologie offre des équipements et le savoir-faire associé nécessaire à la préparation des tissus, leurs colorations histologiques et/ou immunohistochimiques en vue de leur exploration par imagerie photonique ou électronique. Cette plate-forme s'appuie sur l'expertise de médecins anatomocytopathologistes du Centre Hospitalier Sud-Francilien pour la bonne réalisation de projets précliniques et cliniques.

A propos de Genopole. Biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 78 entreprises de biotechnologies, 18 laboratoires de recherche, 26 plateformes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Situé à Évry-Courcouronnes, Genopole, dirigé par Gilles Lasserre, est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon.

Pour obtenir plus de renseignements sur les plateformes 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).

Le tritium est considéré comme un traceur radioactif de choix pour étudier l’interaction d’une molécule avec le vivant. Dans le domaine de la recherche pharmaceutique, les candidats médicaments tritiés sont notamment utilisés pour caractériser les récepteurs à l'aide de tests de liaison aux radioligands, mais aussi pour fournir des informations qualitatives et quantitatives sur la distribution et la pharmacocinétique de ces futurs médicaments, et élucider leur profil métabolique. Par contre, disposer de la molécule marquée ne suffit pas toujours, encore faut-il que son activité molaire (la quantité de radioactivité par molécule) soit élevée : typiquement supérieure à 20 Curies par millimole.

Les méthodes permettant d'incorporer des atomes de tritium dans une molécule souhaitée sont certes nombreuses, mais parmi elles, l'échange d'isotopes d'hydrogène est clairement la plus intéressante : on parle de marquage isotopique, et concrètement le procédé consiste à substituer des hydrogènes de la molécule d’intérêt par des atomes de tritium, réduisant ainsi les coûts et le temps consacrés à la synthèse des composés marqués mais aussi la génération de déchets radioactifs.

Dans ce contexte, les recherches menées au sein du service de chimie bioorganique et de marquage (CEA-Institut Joliot, département médicaments et technologies pour la santé, CEA Paris-Saclay et UPSaclay, Gif-sur-Yvette) et en tout particulier sa plateforme de marquage isotopique ont permis de développer tout récemment une méthode de marquage isotopique permettant l’incorporation de tritium via un catalyseur disponible commercialement et stable à l’air. Par rapport aux méthodes précédemment décrites dans la littérature, cette technologie se distingue non seulement par l'utilisation d'un catalyseur facile à manipuler, mais aussi par son champ d’application très large, permettant le marquage de nombreuses sous-structures récurrentes dans les produits d’intérêt pharmaceutique d’une part, et une compatibilité inégalée avec des groupes fonctionnels dits fragiles (halogène, ou nitrile par exemple) d’autre part. Enfin, cette technologie innovante offre la possibilité de marquer des positions (au sein d’une même molécule) connues pour être difficilement accessibles par les méthodes existantes et conduit aussi, cerise sur le gâteau, à une incorporation d'isotopes sur plusieurs sites de la molécule permettant la production, en une seule étape de synthèse, de molécules complexes à très forte teneur en tritium (activité molaire grimpant jusqu’à 122 Ci/mmol). L’illustration ci-dessus fait référence au Tadalafil (Cialis®, Adcirca®, Eli Lilly), un inhibiteur sélectif et réversible de la phosphodiestérase de type 5 (PDE5), spécifique de la guanosine monophosphate cyclique (GMPc). Il est métabolisé par l'isoenzyme CYP 3A4 du cytochrome P450, ce qui est à l'origine de nombreuses interactions médicamenteuses, et ce composé a été marqué au tritium sur la plateforme de marquage isotopique avec une activité molaire de 28 Curies par millimole.

Nul doute que ce procédé trouvera rapidement sa place dans les laboratoires dédiés à la synthèse de molécules tritiées, académiques comme industriels, et contribuera efficacement au développement du médicament au sens large, mais trouvera aussi des applications en agroscience ou écotoxicologie.

En savoir plus sur ce procédé particulier ? Daniel-Bertrand M. et al., Angew. Chemie Int. Ed. 2020

En savoir plus sur l’échange isotopique de l’hydrogène via des nanocatalyseurs ? Lepron M. et al., Acc. Chem. Res. 2021

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

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

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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.

TEFOR Paris-Saclay coordonne le réseau EFOR (Etudes Fonctionnelles chez les ORganismes modèles), et organise chaque année un séminaire dont l’objectif est d’animer la communauté de chercheurs travaillant dans le domaine des recherches fonctionnelles sur les organismes modèles animaux et végétaux.

Il se tiendra cette année en version virtuelle les 10 et 11 Mai 2021. Les inscriptions (gratuites, mais obligatoires) sont ouvertes !

Plus d’informations et lien permettant de s’inscrire ? https://efor.fr/seminaire-annuel-2021/

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Aperçu du programme :

Journée 1 (10 Mai 2021) : trois sessions scientifiques et technologiques (approche transversale multi-modèles)

- Session "Reduce, Refine, Replace" *

- Session "New technologies in genome editing"

- Session "Global changes"

* cette session d'une journée, co-organisée avec l'infrastructure CELPHEDIA, se focalisera sur les modèles souris, primates non-humains, poissons et organoïdes.

Journée 2 (11 Mai) : six sessions dédiées à l'étude d'un organisme ou groupe d'organismes modèles en particulier

- Session Souris

- Session Poisson-zèbre

- Session Métazoaires marins

- Session Arthropodes

- Session Plantes

- Session Algues

Contact : Vincent Jourdain (vincent.jourdain@cnrs.fr)

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TEFOR Paris-Saclay (UMS TPS). L’unité mixte de services TEFOR Paris-Saclay (UMS TPS), créée en 2019, met à disposition son expertise des organismes modèles aquatiques pour proposer une gamme de services innovants et promouvoir l’utilisation de ces modèles en recherche fondamentale et appliquée. Les modèles aquatiques développés par TEFOR Paris-Saclay sont les poissons, en particulier le poisson-zèbre, et les xénopes. TEFOR Paris-Saclay propose à la communauté scientifique une gamme de services étendue : hébergement d’animaux, production de lignées d’intérêt par édition du génome, phénotypage par imagerie d’échantillons fixés de grande taille, ainsi qu‘un appui pour la gestion et l’analyse de ces données d’images. Afin d’être toujours en adéquation avec les besoins de la communauté, elle mène une forte recherche technologique multidisciplinaire. TEFOR Paris-Saclay est organisée en trois départements : i) la zootechnie (TPS-AQUA), qui gère l’animalerie aquatique et les services associés ; ii) la plateforme technologique TEFOR Core Facility (TPS-TCF), qui propose des services en édition du génome (CRISPR-Cas9, TPS-EDIT), phénotypage par imagerie tridimensionnelle (TPS-PHENO) et gestion des bases de données d’images 3D (TPS-INFO) ; iii) la cellule de coordination des affaires scientifiques (TPS-CCAS), qui orchestre la gestion administrative de la plateforme, mène des projets structurants pour et avec la communauté scientifique et établit les actions de communication pour promouvoir l’activité de services de TPS. La coordination du réseau EFOR, consistant en la mise à jour régulière du site web dédié et l’organisation d’un séminaire annuel, compte parmi ces actions structurantes pour la communauté que mène le TPS-CCAS. Les tutelles de TEFOR Paris-Saclay sont CNRS, de l’INRAE et de l’Université Paris-Saclay.

A propos du réseau EFOR. Le réseau EFOR, créé en 2008, a été mis en place afin de recenser les espèces animales et végétales fréquemment utilisées en recherche fondamentale, agronomique, environnementale ou biomédicale ainsi que les structures porteuses du développement de ces modèles d’étude en France.

La plateforme UBM (Ultra-bas bruit magnétique), cofinancée par la région Île-de-France, le CEA et différents industriels est destinée à la métrologie des capteurs magnétiques utilisés dans des domaines très variés, tels que la santé, l’automobile, l’énergie, et la sécurité. Installée à l’Orme des Merisiers, sur le site du CEA, et adossée au laboratoire Nano-Magnétisme et Oxydes (LNO) (Service de Physique de l’Etat condensé, UMR 3680, CEA / CNRS / Université Paris-Saclay, DRF / IRAMIS), cette plateforme est installée dans un bâtiment de 550 m² (Illustration A), entièrement construit en bois et sans aucun matériau magnétique, et contient des salles d’expérience, des bureaux et une salle de réunion. Dans sa configuration actuelle, cette plateforme peut être considérée comme unique au niveau Européen.

UBM (Ultra-bas bruit magnétique) dispose d’un certain nombre d’outils de caractérisation en champ et en température. La plateforme offre aussi la possibilité de tester des dispositifs dans un environnement magnétique très bien contrôlé. En effet, une chambre blindée magnétique une des plus performantes d’Europe, est disponible dans le bâtiment avec des niveaux de bruit descendant au-dessous du femto-Tesla (Illustration B). Les outils de cette plateforme sont utilisés par différents laboratoires académiques et industriels pour leurs développements de capteurs magnétiques – avec comme objectifs, une robustesse accrue et des sensibilités augmentées – mais aussi pour la caractérisation magnétique de leurs dispositifs. Par exemple, la mesure du magnétisme résiduel de l’enceinte qui servira pour la prochaine campagne de détermination du moment électrique du neutron a été réalisée dans cette chambre blindée. La plateforme dispose aussi d’une expertise reconnue dans le développement et la caractérisation de capteurs magnétiques. Récemment, un banc de caractérisation destiné aux magnétomètres terrestres permettant d’annuler le champ terrestre et de mesurer la réponse de capteurs dans un champ très contrôlé selon trois axes et à température variable a été installé.

Outre des applications en recherche fondamentale (la mesure de l’aimantation de grains de ferrite dans des météorites) ou tournées vers l’industrie (automobile, communications), le développement de capteurs intéresse fortement aussi les sciences de la vie, avec, par exemples, la détection de cellules, de bactéries ou de biomacromolécules (biomagnétisme) sans oublier l’imagerie médicale (magnétoencéphalographie et IRM à très bas champ).

Concernant la détection de cellules, de bactéries ou de biomacromolécules (biomagnétisme), deux approches sont aujourd’hui développées. La première dite dynamique consiste à labéliser les cibles recherchées par des anticorps très spécifiques et attachés à une bille magnétique submicronique en solution. La solution contenant ou non ces cibles circulent dans des canaux microfluidiques entourés de capteurs magnétiques ultrasensibles. Lorsqu’une cellule ou une bactérie d’intérêt passe, les nanoparticules créent un signal magnétique spécifique qui permet de compter ces cellules une par une. La sensibilité actuelle des capteurs magnétiques développés au laboratoire permet de détecter des nanoparticules magnétiques uniques. La seconde méthode dite statique consiste à utiliser des tests bandelettes où des nanoparticules magnétiques remplacent les colloïdes d’or habituellement utilisés. Une image magnétique de la bandelette est alors réalisée. Elle permet de déterminer de façon quantitative la distribution des nanoparticules le long de la bandelette remplaçant avantageusement la lecture visuelle de ces bandelettes.

Concernant l’imagerie médicale et tout particulièrement l’imagerie magnétique, la clef de la qualité d’image est la détectivité des capteurs utilisés pour réaliser celle-ci. Cela est particulièrement important pour la magnétoencéphalographie où les signaux magnétiques provenant de l’activité cérébrale se situe dans le domaine du femto-Tesla et pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM) à très bas champ où la faiblesse des signaux doit être compensée par des capteurs entrant dans le domaine de détection de l’atto-Tesla. Actuellement, un système d’IRM à très bas champ (Illustration C) a été installé à Neurospin (Institut Joliot, DRF, CEA Paris-Saclay, centre de Saclay, Gif-sur-Yvette) et un second, destiné à l’imagerie du nouveau-né est en cours de fabrication sur notre plateforme.

Contact : Claude Fermon (claude.fermon@cea.fr)

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La plateforme Ultra Bas Bruit Magnétique (UBM) offre différents outils pour la caractérisation de capteurs magnétiques ou d'antennes basses fréquences comprenant entre autre une chambre magnétiquement blindée avec un bruit inférieur au femto Tesla par racine de Hz. Cette plateforme peut aussi servir pour la caractérisation magnétique d'objets ou leur imagerie magnétique. Elle contient en outre un système d'IRM à très bas champ.

« La biologie, la pharmacie et la chimie partagent une culture et des enjeux communs autour de la santé, et les collaborations entre ces trois disciplines sont naturelles. D’un point de vue scientifique, leur regroupement nous est apparu essentiel !» Cette volonté de Sylvie Retailleau est à l’origine de la création du pôle Biologie – Pharmacie – Chimie (BPC) de l’Université Paris-Saclay, actuellement en construction sur le plateau de Saclay (en savoir plus ?). C‘est dans cette optique que l'Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay (ICMMO) et l’unité mixte de service (UMS) Ingénierie et Plateformes au Service de l'Innovation Thérapeutique (IPSIT) emménageront dans de nouveaux bâtiments (site METRO) en 2022.

L’ICMMO et l’UMS-IPSIT, bien plus qu’une simple association … L’ICMMO et l’UMS-IPSIT souhaitent effectivement tirer parti du contexte BPC pour favoriser les collaborations entre les chercheurs et dans des domaines d’activités variés : la chimie pour la santé, l’environnement et l’énergie, la formulation et vectorisation de molécules d’intérêt thérapeutique, la compréhension du lien entre cible pathologique et médicament, la recherche clinique, l'analyse des métabolites des plantes (isolement, conception et synthèse de biomolécules) et enfin le développement analytique. L’IPSIT est une UMS (Inserm/Cnrs/UPSaclay) regroupant 11 plateformes technologiques, travaillant toutes dans le domaine de l’innovation thérapeutique au service des unités de recherche de la Faculté de Pharmacie et de l’UPSaclay, dont le Service d'Analyse des Médicaments et Métabolites (IPSIT / SAMM). L’ICMMO est une UMR (Cnrs/UPSaclay) en chimie, rassemblant neuf équipes de recherche soutenues par une plateforme instrumentale commune constituée de 11 services regroupés en 4 pôles – dont le service de spectrométrie de masse du pôle Analyses Moléculaires (ICMMO / MS-LCMS).

… une première plateforme commune : SM@BPC est née ! Au-delà de ce rapprochement géographique, L’ICMMO et l’UMS-IPSIT s’associent aussi dans la construction technologique et scientifique d’une nouvelle plateforme commune de spectrométrie de masse (SM) : SM@BPC ! Ce nouvel ensemble, basé sur l’association de 2 services – IPSIT / SAMM et ICMMO / MS-LCMS – proposera des technologies complémentaires, des concepts scientifiques innovants, et se propose de mettre en commun les compétences techniques et scientifiques de ses personnels. La nouvelle plateforme sera ouverte à tout l’écosystème Paris-Saclay, académique comme privé. S’appuyant sur les expertises existantes, SM@BPC proposera différentes prestations autour de la caractérisation structurale de molécules synthétiques ou naturelles, de la quantification de petites molécules en milieux biologiques complexes ainsi que du profilage lipidomique. En attendant l’emménagement dans le nouveau bâtiment, SM@BPC se construit au travers d’un projet d’acquisition d’équipements communs. Son ambition est de participer activement à l’avancement des activités de recherche afin de répondre aux grands enjeux sociétaux de demain dans les domaines de l’énergie, l’environnement et la santé. A bientôt sur Saclay !

SM@BPC versus SMaCS ? SM@BPC s’intègre naturellement dans une vaste opération de coordination et d’animation scientifique des plateformes de spectrométrie de masse pour la chimie et la santé sur Paris-Saclay (SMaCS), réseau en cours de construction et qui devrait prochainement faire l’objet d’un FOCUS PLATEFORME. A suivre donc !

Contact : Audrey SOLGADI (audrey.solgadi@universite-paris-saclay.fr), Danielle LIBONG (danielle.libong@universite-paris-saclay.fr) et Tanya INCEOGLU (tanya.inceoglu@universite-paris-saclay.fr)

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A propos du pôle Biologie – Pharmacie – Chimie (BPC) : L’Université Paris-Saclay a signé le 6 avril 2018 un contrat de partenariat public-privé avec la société de projet Platon Saclay, menée par Bouygues Construction, pour la conception, la réalisation et l’exploitation / maintenance du futur pôle Biologie – Pharmacie – Chimie (BPC) situé sur le plateau de Saclay. Cet ensemble immobilier d’environ 88 000 m², l’un des chantiers universitaires les plus importants de France, est un projet scientifique majeur pour l’Université Paris-Saclay. La livraison est prévue en avril 2022 après 12 mois de développement d’études et 36 mois de travaux, pour un montant de conception-réalisation de 283 millions d’euros. Le pôle Biologie – Pharmacie – Chimie s’installe sur deux lieux stratégiques : i) le « site Métro » qui, avec son architecture monumentale conçue par Bernard Tschumi (Agence BTuA), pour le Cœur de Pôle et les espaces d’enseignement, et l’agence Groupe-6 pour les locaux de recherche, s’étendra sur 74 000 m² (surface de plancher). Il accueillera la Faculté de Pharmacie de l’Université Paris-Saclay qui déménagera de Châtenay-Malabry, l’Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d’Orsay (ICMMO – Université Paris-Saclay/CNRS) et les Masters de biologie et de chimie. Au total, ce sont 3 300 étudiants et 1 000 chercheurs-enseignants, personnels techniques et administratifs qui investiront ce site. ii) Le pôle s’installera aussi sur le site dit « IDEEV » qui s’étendra sur 14 000 m² supplémentaires (surface de plancher) et accueillera l’Institut Diversité Ecologie et Evolution du Vivant (IDEEV – Université Paris-Saclay/CNRS/INRAe/AgroParisTech/IRD).

Deuxième regard sur la banque génopolitaine d’ADN et de cellules dédiée aux maladies rares … un FOCUS PLATEFORME fruit d’un échange avec Safaa Saker-Delye, responsable de cette biobanque et Julien Picot, coordinateur des plateformes génopolitaines.

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

Si l’activité première de Genopole / Banque d’ADN et de cellules reste l’extraction d’ADN, son contrôle de qualité et son stockage (voir à ce titre le précédent FOCUS PLATEFORME), cette biobanque se consacre aussi à deux autres activités :

La première est l’établissement de lignées lymphoblastoïdes. Ces dernières sont obtenues à partir de culots de lymphocytes, préparés par un gradient de Ficoll (en moyenne 2 culots à partir de 10 ml de sang) et en utilisant le virus d'Epstein-Barr (EBV) selon un protocole classique. Le délai minimal d'obtention d'une lignée est de 6 semaines. Un deuxième culot de lymphocytes est systématiquement préparé et conservé congelé dans l'azote liquide permettant ainsi une deuxième tentative d’immortalisation en cas d'échec. La conservation des ampoules de cellules est assurée avec le maximum de sécurité, dont une duplication systématique des lignées sur un autre site géographique. Plusieurs contrôles de qualité sont réalisés sur ces cellules comme par exemples : (1) le suivi du taux d’efficacité d’immortalisation ; (2) un test mycoplasme et (3) le contrôle de la production d’EBV et des tests des réactifs critiques « SVF... ».

La deuxième, quasi-historique, est l’établissement de cultures primaires à partir de biopsies de peau et de muscles. Tout comme les lignées lymphoblastoïdes, ces cultures sont aussi soumises à plusieurs contrôles qualité comme (1) la numération cellulaire avant congélation (pas moins de 1 million de cellules par cryotube) ; (2) le contrôle de la contamination par mycoplasmes ; (3) la viabilité lors de la décongélation et (4) le contrôle de la croissance lors de l’expansion cellulaire. Pour les myoblastes, à la demande du prestataire, un isolement des myoblastes peut être réalisé afin augmenter leur pureté en les sélectionnant positivement grâce l’antigène CD56 présent à leur surface et inexistant sur les fibroblastes. Ceci permet d’atteindre un taux de pureté supérieur ou égal à 99%.

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

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

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

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

Ce qui apparait pour le plus grand nombre d’entre nous, comme un évènement heureux, la naissance d’un enfant, peut se révéler dans certains cas comme une épreuve. En effet, chaque année en France, des nouveaux nés viennent au monde sévèrement malades et hospitalisés en service de réanimation néonatale. Dans certains cas, un séquençage peut aider au diagnostic voir proposer des solutions thérapeutiques et permettre aux pédiatres à traiter le nourrisson. Le délai moyen d’obtention d’un diagnostic génétique en France reste actuellement encore long : de 1,5 an en moyenne, et jusqu’à 5 ans pour 25% des patients.

Afin de pallier cette insuffisance, le CNRGH (plateforme de séquençage) en association avec des équipes cliniques du CHU de Dijon et de l’Inserm, ont mené une étude pilote de faisabilité du séquençage haut débit de génome en urgence sur des nouveaux nés malades, dont le délai global a été raccourci jusqu’à 38 jours (dont moins de 2 semaines au CNRGH pour la partie séquençage). Le séquençage haut débit du génome des enfants et de leurs parents et une analyse bioinformatique primaire ont été effectués sur la plateforme de production de séquences du Centre national de recherche en génomique humaine (CEA-CNRGH), en collaboration avec le Très Grand Centre de Calcul (TGCC) du CEA. Grâce à cette analyse rapide du génome entier, le diagnostic apporté chez deux tiers des enfants inclus dans ce projet a permis une prise en charge plus rapide et mieux adaptée chez un tiers d’entre eux. Le déploiement de ce processus au cours des prochaines années permettra d’optimiser la prise en charge de ces enfants malades.

En savoir plus ? Voir aussi le communiqué de presse associé !

Contacts : Jean-François Deleuze (deleuze@cnrgh.fr) et Robert Olaso (olaso@cnrgh.fr)

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CNRGH / Plateforme de séquençage. Au sein de l'Institut de Biologie François Jacob du CEA, le CNRGH (Centre National de Recherche en Génomique Humaine) a pour vocation de répondre aux questions scientifiques posées par la recherche en génétique et en génomique des maladies humaines et possède une expertise reconnue en génotypage et séquençage à haut-débit, grâce au développement et à la mise en œuvre de technologies innovantes et intégrées. A ce titre, le CNRGH opère une plateforme haut débit de séquençage de pointe. Le laboratoire s'est pourvu récemment de 3 NovaSeq (et opère déjà 5 HiSeq X, 1 HiSeq-4000, 1 NextSeq et 2 MiSeq) et également d’un séquenceur MGI, le DNB-G400. Cet ensemble de séquenceurs permet le séquençage du génome humain entier et d’autres applications tel que l’exome, le transcriptome, l’épigenome. Un suivi permanent des évolutions et développements technologiques permet à la plateforme d'être polyvalente et compétitive afin d'offrir à la communauté scientifique du séquençage aux meilleurs coûts et délais. Le CNRGH peut traiter plusieurs dizaines de milliers d'échantillons chaque année. Afin d'assurer une traçabilité et une qualité optimales, le laboratoire a développé son propre LIMS (Laboratory Information Management System) pour suivre l'ensemble du processus. La plateforme fait partie du réseau national France Génomique. Le CNRGH fait partie du top 3 européens dans le domaine.

A propos du CNRGH. Le CNRGH est le centre national de recherche français qui permet de répondre aux questions scientifiques nécessitant des besoins de séquençage et de génotypage à haut débit grâce au développement et à la mise en œuvre de technologies innovantes et intégrées. L'organisation du CNRGH permet d'optimiser la recherche en génétique et en génomique des maladies humaines, en créant les liens indispensables entre la constitution des cohortes (échantillons d'ADN), l'identification des gènes responsables, l'étude du transcriptome et de l'épigénome.

eZYMab est l’une des deux unités formant la plateforme de production d'anticorps (CEA, Institut Joliot, Département Médicaments et Technologies pour la Santé) et est spécialisée depuis plus de 30 ans dans le développement d’anticorps monoclonaux pour la recherche, la détection et le diagnostic. Elle est adossée à un laboratoire de haute sécurité biologique L3 qui permet de développer des anticorps dirigés contre des micro-organismes hautement pathogènes, c’est le cas depuis mars 2020 sur le SARS-CoV2. Avant cette pandémie, le laboratoire et sa plateforme s’étaient illustrés avec le développement en urgence d’un test rapide antigénique permettant le diagnostic de la maladie à virus Ebola pendant l’épidémie de 2014/2015. Retour sur ce succès scientifique !

Vous avez dit Ebola … mais comment obtenir des anticorps de haute affinité contre un des virus les plus dangereux au monde ? Cela a été une longue histoire construite autour de plusieurs stratégies d’immunisation. Plusieurs pistes se sont révélées infructueuses et au final, c’est la mise au point de pseudotypes rétroviraux non pathogènes exprimant la glycoprotéine du virus Ebola Zaïre qui a permis la génération d’anticorps monoclonaux de haute qualité. Ces pseudotypes offrent beaucoup d’avantages, ils ont été utilisés comme immunogène, mais ils ont aussi permis la réalisation du criblage primaire des anticorps ainsi que la caractérisation de l’activité neutralisante des anticorps obtenus. Preuve de leur pertinence, 19 anticorps sur les 20 obtenus ont été validés sur le virus Ebola infectieux dans le cadre d’un partenariat avec le laboratoire P4-Jean Mérieux (INSERM) (Laboratoire de haut confinement dédié à l’étude des agents pathogènes de classe 4). Lors de l’épidémie en Afrique de l’ouest l’utilisation de ces anticorps, dans le cadre d’une action rapide et concertée des différents partenaires, a conduit à la mise au point et à la validation d’un test de diagnostic rapide de la maladie à virus Ebola (Gallais et al., Bull. Soc. Pathol. Exot. 2017). Cet outil est particulièrement adapté aux analyses de terrain, essentiels dans la zone géographique où le virus circule, il a obtenu le marquage CE-IVD. Il est aujourd’hui commercialisé par la société Vedalab et reste l’un des seuls disponible sur le marché (en savoir plus ?).

Ce projet a bénéficié du soutien du programme interministériel de R&D contre les risques NRBCE.

La plateforme de production d'anticorps se compose de deux unités : ProdIg, partie intégrante du Laboratoire d'Etudes et de Recherche en Immunoanalyse (LERI), et eZYMab, partie intégrante du Laboratoire Innovations technologiques pour la Détection et le Diagnostic (LI2D). Ces deux unités sont rattachées au Service de Pharmacologie et d'Immunoanalyse du CEA Saclay. Ces deux entités ont une expérience de plusieurs décennies dans leur domaine de compétence, elles ont une grande habitude de gérer des projets en prestation/collaboration et sont toutes les deux certifiées ISO90001. La plateforme propose trois types de prestations : production d'anticorps polyclonaux de lapin, production d'anticorps monoclonaux de souris et vente d'anticorps polyclonaux ou monoclonaux.

Contact : eZYMAB : Laurent Bellanger (laurent.bellanger@cea.fr)

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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.

Créé il y a 5 ans au sein de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN, Gif-sur-Yvette), la plateforme de criblage de composés bioactifs (CIBI) s‘est fixée comme objectif d’offrir à la communauté scientifique un panel d’approches méthodologiques permettant d'identifier, de caractériser et de valoriser le potentiel thérapeutique de nouveaux composés bioactifs. Son mode de fonctionnement ainsi que ses ressources nous permettent de proposer différentes prestations qui vont du criblage HTS en passant par la validation in cellulo jusqu’à l’évaluation in ovo (hit to lead). CIBI est également devenue un acteur privilégié dans des projets de chimie médicinale. Cette forte implication dans des activités de recherche lui a permis de figurer comme partenaire dans le projet européen TASCMAR porté par le Dr J. Ouazzani (ICSN).

Aujourd’hui CIBI est fortement impliquée dans la réalisation d’un projet de maturation (GLIOVED) coordonné par le Dr Fanny Roussi (ICSN) en collaboration avec les équipes des Dr B. Antonny (Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire - IPMC, Nice) et T. Virolles (Institut Valrose, Nice). Ce projet soutenu et financé par la SATT Paris-Saclay vise à mettre sur le marché une nouvelle molécule « first in class » dans de traitement du glioblastome qui est la forme la plus courante de tumeur cérébrale primitive qui touche les adultes de tout âge (en savoir plus ?). Ainsi des composés appelés schweinfurthines (SWs) ont été isolés à partir de plantes du genre Macaranga. Ces molécules agissent via un nouveau mécanisme d’action, sans corrélation avec aucun mécanisme connu d'inhibition de croissance cellulaire. En étroite collaboration avec l’équipe du Dr Fanny Roussi, nous avons montré que ces molécules sont actives, à l'échelle nanomolaire, sur diverses cultures de cellules souches de gliomes (GSC) dérivées de patients ainsi que sur des lignées cellulaires de glioblastome multiforme (GBM). Leur effet cytotoxique est lié à l'inhibition de l'homéostasie du cholestérol car elles ciblent une protéine du transport intracellulaire du cholestérol (OSBP) et pourraient avoir un effet sur la voie de biosynthèse des isoprénoïdes. Ce mécanisme cytotoxique est très intéressant car il diffère de ceux provoqués par les chimiothérapies conventionnelles (dommages à l’ADN), peu efficaces sur les GSC à des concentrations similaires.

Ce travail a fait l’objet d’une première publication (Peresse T. et al., J. Biol. Chem. 2020) et sera l’objet du dépôt de 3 demandes de brevet.

En 2018, La plateforme CIBI a également été labellisée IBiSA dans le cadre de la création d’une plateforme multi-site (C@PS) qui s’inscrit dans la dynamique de la création de l’Université Paris-Saclay.

Contact : Jérôme Bignon (jerome.bignon@cnrs.fr)

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La plateforme ICSN / Plateforme de criblage de composés bioactifs (CIBI) a pour vocation d'identifier, de caractériser et de valoriser le potentiel thérapeutique de nouveaux composés bioactifs impliquées dans différentes pathologies. Pour atteindre ces objectifs, des approches complémentaires ont été développées qui nous permettent de maîtriser les différentes étapes qui vont de l'identification de molécules actives (criblage HTS), en passant par la validation in vitro et in cellulo jusqu'à l'évaluation in ovo de leurs activités (hit to lead). Le mode de fonctionnement de la plateforme CIBI ainsi que ses ressources nous permettent de proposer différents types de prestations : i) une prestation de service complète réalisée par les ingénieurs de CIBI, 2) l'accès à certains équipements (ex : robotique), iii) le développement de projets scientifiques collaboratifs, iv) la mise en place de partenariats avec l'industrie.

CIBI est aujourd'hui partie intégrante de C@PS, une plateforme réunissant sous une bannière unique les activités de criblage sur le plateau de Saclay, labélisée IBISA fin 2018). C@PS agrège les compétences i) de la plateforme CCCHD (Joliot, CEA, Saclay) pour la réalisation de criblages biologiques à haut débit ainsi que la préparation de chimiothèques ciblées, ii) de la plateforme CIBLOT (Faculté de Pharmacie, Université Paris sud, Châtenay-Malabry) pour les mesures d’interactions protéines/ligands par technologie alpha-screen et la quantification de paramètres cellulaires, iii) de la plateforme CTPF (ICSN, CNRS, Gif-sur-Yvette) pour les mesures d’interactions protéines/ligands par thermal shift assay et d’analyses de transcriptomes par PCR quantitative et iv) de la plateforme CIBI (ICSN, CNRS, Gif-sur-Yvette). Cette dernière combine les équipements nécessaires pour la réalisation de criblages biologiques à haut débit. Elle assure également l’étude du mode d’action des composés actifs les plus prometteurs (« touches » ou « hits »).

A propos de l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN). Avec un effectif de près de 200 personnes, l’ICSN constitue le pôle chimie du campus CNRS de Gif-sur-Yvette. L’Institut est situé en bordure du futur campus Paris-Saclay, qui regroupera près de 10% de la recherche française, et fait partie intégrante de cette nouvelle Université. L’ICSN développe des activités à l’interface chimie-biologie, avec les substances naturelles comme objet d’étude et source principale d’inspiration. L’ICSN est organisée en quatre départements de recherche et possède d’importantes plateformes analytiques.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Depuis sa création, le Genoscope-CNS (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 nécessaires à ces projets. En 2003, il a contribué au projet Human Genome, en publiant la séquence complète du chromosome 14 (Heilig et al., Nature 2003). Depuis, la plateforme de séquençage de Genoscope, située au cœur du biocluster Genopole, 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.

Pedro Oliveira, responsable de la plateforme nous indique que « plus de 50 projets d’envergure ont été réalisés, y compris des études agronomiques, océaniques et terrestres sur l’environnement. Parmi eux, le projet Tara Océans qui vise à explorer par une approche métagénomique le plus grand écosystème planétaire que représente le plancton océanique [ndlr Planes et al., PLoS Biology 2019]. Encore très peu étudiés, ces écosystèmes contiennent de 10 à 100 milliards d’organismes par litre d’eau de mer. Leur impact sur les cycles géochimiques globaux et le climat est extrêmement important puisqu’ils absorbent la moitié de notre production en dioxyde de carbone et dégagent 50 % de l’oxygène de la planète » avant d’ajouter « les membres de la plateforme et moi-même, sommes très fiers de contribuer à ce passionnant projet ! ». L’équipe de la plateforme a mis au point des procédures pour traiter des milliers d’échantillons de protocoles méta-omiques pour des projets portant sur le microbiome. Pedro nous confie « qu’une équipe de chercheurs se consacre au développement de nouvelles technologies, y compris l’essai de nouvelles méthodes de séquençage et la bio-informatique associée à des projets environnementaux ». 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 500 publications et ceci grâce à sa plateforme de séquençage.

Pour obtenir des renseignements sur les activités de la plateforme, n’hésitez pas, contactez Pedro OLIVEIRA !

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

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GENOPOLE / Genoscope / Plateforme de Séquençage. 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 génération. Ces machines permettent d’atteindre un débit autorisant le séquençage de génomes entiers dans un intervalle de temps limité.

A propos de Genopole. Biocluster français dédié à la recherche en génomique et aux biotechnologies appliquées à la santé et à l’environnement, Genopole rassemble 77 entreprises de biotechnologies, 18 laboratoires de recherche, 26 plateformes technologiques, ainsi que des formations universitaires (université d’Évry, Paris-Saclay). Son objectif : créer et soutenir des entreprises de biotechnologies et le transfert de technologies vers le secteur industriel, favoriser le développement de la recherche dans les sciences de la vie, développer des enseignements de haut niveau dans ces domaines. Situé à Évry-Courcouronnes, Genopole, dirigé par Gilles Lasserre, est principalement soutenu par l’État, la Région Ile-de-France, le Département de l’Essonne, l’agglomération Grand Paris Sud, la Ville d’Évry-Courcouronnes et l’AFM-Téléthon.

Pour obtenir plus de renseignements sur les plateformes 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).

Le syndrome de l'intestin irritable (SII) est le trouble gastro-intestinal le plus courant et est associé à une réduction importante de la qualité de vie liée à la santé. Le microbiote intestinal est associé à la gravité des symptômes du SII, mais on ignore encore comment la combinaison du régime alimentaire et du microbiote intestinal affecte les symptômes du SII (J. Tap et al., Gastroenterology 2017).

Une nouvelle approche méthodologique combinant les données d'un journal alimentaire de 4 jours avec celles du microbiote intestinal obtenues par séquençage métagénomique pour des individus atteints de ce syndrome et des contrôles (individus sains) vient d’être publiée (J. Tap et al., Microbiome 2021). Cette étude est le fruit d’une collaboration entre Danone Nutricia Research (Palaiseau), l'Université de Göteborg (Suède) et la plateforme MetaGenoPolis (INRAE, Jouy-en-Josas).

Retour sur cette étude… Les individus souffrant d'un SII sévère se caractérisent par une consommation plus importante d'aliments de moindre qualité au cours de leurs principaux repas (mesurée par un indice utilisé pour le calcul du Nutri-Score). Les niveaux de gaz exhalés (dihydrogène et méthane) et la gravité des symptômes peuvent être prédits à partir des données métagénomiques et alimentaires. Cette étude rapporte également que la sévérité du SII est associée à une altération dans la composition des hydrogénases du microbiote intestinal en corrélation avec les enzymes du microbiote impliquées dans le métabolisme des glucides associés à une alimentation carnée. Enfin, cette étude fournit une résolution sans précédent des interactions régime alimentaire-microbiote-symptôme et oriente en définitive vers de nouvelles études interventionnelles visant à identifier des recommandations nutritionnelles basées sur le microbiote intestinal pour la gestion des symptômes gastro-intestinaux.

Contact : Julien Tap (julien.tap@danone.com) et Alexandre Cavezza, Florence Haimet (contact@mgps.eu)

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Lire à nouveau les précédents FOCUS PLATEFORME de MetaGenoPolis ? Celui de mai 2020 et celui de septembre 2020 !

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

A propos de Danone Nutricia Research. Entreprise multi-locale parmi les leaders de l’alimentation, Danone se développe sur des catégories tournées vers la santé et en forte croissance à travers ses 3 métiers : les Produits laitiers et d’origine végétale, les Eaux et la Nutrition spécialisée. Avec un cadre d’action unique, ‘One Planet. One Health’, qui affirme que la santé des personnes et de la planète sont intimement liées, Danone vise à inspirer des pratiques alimentaires plus saines et plus durables. Pour accélérer cette révolution de l’alimentation et créer de la valeur durable et rentable sur le long terme pour toutes ses parties prenantes, Danone a défini neuf Objectifs pour 2030 et est devenue la première société cotée à adopter le statut d'Entreprise à Mission en France. La R&I est au cœur de la mission du Groupe : « Apporter la santé par l’alimentation au plus grand nombre ». Danone Nutricia Research associe la recherche & l’innovation de Danone, avec 1800 chercheurs et développeurs, répartis dans 7 centres de recherche et dans 55 filiales locales. Grâce à son savoir scientifique et technologique et à sa compréhension des consommateurs, Danone Nutricia Research fournit des produits alimentaires bons et sains.

Pour le biologiste cellulaire, la machinerie sécrétoire des plantes carnivores est un modèle expérimental étonnant, et fascinant. Comment les cellules sécrétoires des plantes carnivores concilient-elles les fonctions de « prédation » avec les caractéristiques de sécrétion des cellules végétales ? Depuis les premières expériences rigoureuses de Darwin sur les mécanismes de piégeage et de digestion des proies, les études de microscopie électronique en transmission (MET) ont toujours été un moteur pour suggérer divers scénarios de modèles de sécrétion dans les cellules sécrétoires des plantes carnivores. Cependant, le manque d'informations spatiales a toujours été un véritable chaînon manquant pour corréler les mécanismes moléculaires potentiels en jeu, les observations physiologiques et les caractéristiques ultrastructurales de la cellule sécrétrice.

Récemment, la plateforme de microscopie électronique d'Imagerie-Gif (Institut de Biologie Intégrative de la Cellule – I2BC, Gif-sur-Yvette) et ses collaborateurs ont relevé le défi de cartographier l'organisation 3D des cellules sécrétoires de la plante carnivore Dionaea muscipula. Des méthodes de cryofixation sous haute pression combinées à des approches « slice and view » sur des échantillons inclus dans des blocs de résine (tomographie ultrastructurale, microscopie électronique à balayage, corrélation et rendu de volume en microscopie confocale) ont révélé des caractéristiques subcellulaires originales des cellules sécrétoires de Dionaea. Ces observations soulignent les innovations clés dans l'organisation fonctionnelle des compartiments endomembranaires pour ce cas unique d'exocytose stimulée dans les cellules végétales. Le produit sécrétoire délivré est un fluide biologique unique, composé d’enzymes digestives et de polysaccharides. L'appareil de Golgi est utilisé soit comme usine à protéines avec la capacité de créer des réservoirs d’enzymes digestives dans l'espace périplasmique, soit comme usine à polysaccharides, selon le stade du cycle digestif. La remarquable pléiomorphie des vacuoles peuvent agir comme des signaux pour accompagner le tri et les flux entrants de la cellule. La combinaison probable de phénomènes mécaniques sous-jacents à l'organisation des cellules sécrétrices pose finalement la question de l'efficacité des pièges en biologie végétale. En savoir plus ? Boulogne et al., J. Microscopy 2020.

Cette étude consacre le savoir-faire de la plateforme de microscopie électronique dans les approches de microscopies multimodales et de reconstruction 3D. L’acquisition prochaine d’un Microscope Electronique à Balayage à canon à effet de champ équipé d’un système intégré « Focus Ion Beam » (MEB-FIB) pour réaliser de manière automatique des séries d’images en axe Z permettra à la plateforme d’aller plus loin encore dans ces approches, en alliant résolution, préservation optimale et corrélation avec d’autres approches de microscopies (co-financement SESAME IdF 2020). De beaux projets en perspectives !

Contact : Claire Boulogne (claire.boulogne@i2bc.paris-saclay.fr)

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I2BC / Plateforme de microscopie électronique (I2BC - Plateformes Imagerie-Gif). La plateforme de microscopie électronique 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 possèdent des configurations variées (cryo-MET, 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.

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), constituée de 70 équipes de recherches et 15 plateformes technologiques, provenant de 8 unités de recherches (CGM, IBBMC, IGM, ISV, LEBS, VMS, SB2SM, SBiGeM). L’institut est réparti sur 3 sites de recherche (Campus d’Orsay Vallée de l’Université Paris-Saclay, Campus du CNRS de Gif sur Yvette et Campus du CEA / Centre de Saclay) au sein de 14 bâtiments jusqu’au rassemblement programmé en 2020 sur le campus du CNRS de Gif-sur-Yvette.

L’UMS IPSIT (Ingénierie et Plateformes au Service de l’Innovation Thérapeutique) compte à ce jour 11 plateformes dont PLAIMMO (PLAteforme d'IMmuno-MOnitorage) qui propose des prestations de service et offre son expertise en cytométrie pour la réalisation de projets de recherche sur des modèles expérimentaux cellulaires et animaux.

Grâce à l’apport de financements (ERM - Equipements de recherche mutualisés, Université Paris-Saclay en 2019 et DIM - Domaines d’intérêt majeur, Région Ile de France, 2020), PLAIMMO étend aujourd’hui 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).

Le QuickPlex® SQ 120 (Meso Scale Discovery, MSD) est un lecteur permettant de mesurer des paramètres en multiplex à partir d’échantillons biologiques. Il permet l’analyse simultanée jusqu'à 10 biomarqueurs (Hassler et al., PLOS Medicine 2020). Sur le principe de la technique ELISA, la révélation se fait grâce au couplage d’un SulfotagTM avec l'électrochimioluminescence, ce qui permet d'atteindre des sensibilités de l'ordre du fg/mL, ainsi qu’une plage dynamique plus large que les techniques habituelles telle que l’ELISA. Cette technologie permet également une réduction de l’effet matrice, ce qui autorise les quantifications d’analytes dans des milieux classiques (surnageants de culture, sérum, plasma, urine, liquide céphalo-rachidien), mais aussi plus denses et complexes (homogénat de cellules, sang total, liquide broncho-alvéolaire). Un autre avantage de cette technique est la faible prise d’essai nécessaire pour faire l’analyse (entre 10 et 25 µL). C’est une technologie simple, rapide, flexible, générant peu de bruit de fond et qui possède un large domaine d’applications. En savoir plus ? L’une de ces applications est la quantification des ADA (anti-drug antibodies), lors de l’immunisation des patients contre les biothérapies (Morgan et al., Front. Immunol. 2019). Cette méthode diminue en effet les interactions non spécifiques entre ADA et biomédicament (drug - interference) par rapport aux autres approches testées. Elle est recommandée par la FDA pour le suivi de l’immunogénicité au cours des essais cliniques. Ce lecteur est utilisable avec un large choix de de kits proposés par la société MSD, chez l’animal ou chez l’homme. En savoir plus ?

Le QuickPlex® SQ 120 (Meso Scale Discovery, MSD) est actuellement installé dans les locaux de l’UFR Pharmacie en tour D4 / salle 319 (Faculté de Pharmacie, 5 Rue Jean Baptiste Clément, 92290 Chatenay-Malabry). Après discussion du projet et formation, l’utilisateur aura accès au lecteur dans le cadre d’une prestation autonome pour la lecture de ses plaques. L’assistante Ingénieure responsable du lecteur vous propose aussi une prestation de service pour la réalisation complète de l’expérimentation (réalisation ou mise au point du test, lecture de la plaque et analyse des résultats). Il sera possible aussi de profiter de l’expertise acquise dans le dosage à façon, comme celui des ADA pratiqué en routine par une ingénieure de l’UMR 996 (Inflammation, Microbiome and Immunosurveillance). Les prestations de services proposées par PLAIMMO sont réalisées dans le cadre d’une démarche qualité SMQ (charte, fiche projet, encadrement).

Contact : Sophie Viel (sophie.viel@universite-paris-saclay.fr) ou Marie-Laure Aknin (marie-laure.aknin@universite-paris-saclay.fr)

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En savoir plus sur la plateforme de cytométrie en flux PLAIMMO ? Lisez à nouveau leur précédent FOCUS PLATEFORME !

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

La plateforme Imagerie in vivo et transparisation fait partie de l’unité INRAE / Infectiologie Expérimentale des Rongeurs et Poissons (IERP) et propose des services de phénotypage par imagerie in vivo et transparisation sur les espèces poissons et rongeurs. Elle est rattachée à l’Institut des Sciences Animales Paris Saclay et est constituante de l’infrastructure nationale EMERG’IN.

Une prestation - un savoir-faire - une expertise ? Notre principale activité porte sur le développement d’outils d’imagerie en 3D pour l’étude de la santé des poissons. Ces outils consistent en l’intégration d’immuno-marquages in toto, de transparisation et d’imagerie en 3D. La transparisation est un procédé qui consiste à réduire l’absorption et la diffusion de la lumière à travers un tissu biologique pour le rendre transparent. Plusieurs protocoles ont été décrits, qui varient selon la taille, la nature et la méthode d’observation de l’échantillon. Les approches que nous avons mises au point visaient dans un premier temps à caractériser la morphologie de tissus profonds de poisson zèbre. Depuis lors, les travaux de R&D ont permis d’imager des poissons entiers tels que les truitelles (figure), les carpes et les anguilles. Les avantages sont multiples : 1) possibilité d’observer en 3 dimensions des poissons entiers, comme en imagerie médicale, 2) obtenir ces informations à des résolutions sub-cellulaires, comme c’est le cas en histologie (immunohistochimie) à partir de coupes fines de tissus, et 3) analyse en 3 dimensions de différents systèmes biologiques (réseaux vasculaire, lymphatique, neuronal, ...). Les applications sont diverses : anatomie des poissons, histopathologie, comme détection de pathogènes d’intérêt. Le poids des jeux de données générés par l’imagerie de gros spécimens en 3D est une limite pour le stockage, la manipulation et le traitement des images.

Nos perspectives ? L’identification de marqueurs d’immunohistochimie pour les espèces poissons, l’imagerie de poissons de plus grande taille, le développement de nouveaux outils de diagnostic pour la santé des poissons.

En parallèle, la plateforme propose ces services pour l’étude de tissus cibles d’autres espèces animales dans le cadre de projets en infectiologie et immunité.

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

Contacts : Christelle Langevin (christelle.langevin@inrae.fr) et Dimitri Rigaudeau (dimitri.rigaudeau@inrae.fr)

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En savoir plus ? Modèles « poissons » : Frétaud et al., Dev Dyn 2020 ; Vila et al., J Mol Biol 2020 ; Pérez-Pascual et al., BioRxiv 2020 ; « souris » : Frétaud et al., BioRxiv 2020 ; Bryche et al., J Neurochem 2020 ; « porc » : Bernelin-Cottet et al., Viruses 2019 ; Bordet et al., eCollection 2019.

Les fonctions essentielles des cellules vivantes sont assurées par des protéines mais également par des machineries constituées de plusieurs sous-unités protéiques. L’étude des mécanismes moléculaires de ces machineries est un enjeu majeur pour la compréhension du vivant et pour la conception de nouveaux médicaments. Ces études nécessitent l’expression et la purification à homogénéité de ces assemblages multi-protéiques. Dans ce cadre, le plateau technique d’expression en cellules d’insectes, partie intégrante de l’Institut de Biologie intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette), offre depuis 2014 la possibilité de sur-exprimer ces machineries dans le cadre de l’infrastructure nationale FRISBI. Cette plateforme permet notamment de traiter des projets pour lesquels l’expression dans E. coli ne donne pas de résultat satisfaisant, et à ce titre, a implémenté, en collaboration avec Imre Berger (Université de Bristol, (UK)), un système d’expression simple et robuste appelé MultiBac (Pelosse, 2017).

Le procédé utilisé par la plateforme est multiétape : Dans un premier temps, les différents sous-unités de la machinerie cellulaire étudiée sont clonées dans un plasmide adapté (A, voir Figure). Ce plasmide est recombiné avec le matériel génétique d’un baculovirus contenant la protéine YFP comme rapporteur pour former un Bacmid. Des cellules d’insectes (Spodoptera frugiperda) sont alors infectés pour préparer des premières générations de virus qui seront elles-mêmes utilisées pour infecter des cellules d’insectes préparées pour la culture. Le niveau d’expression des protéines au cours de la culture est évalué par l’évolution du niveau d’expression de la YFP (cellules fluorescentes). Les culots de cellules d’insectes ont permis d’obtenir jusqu’à 25 mg par litre de culture en fin de purification de différents complexes qui ont pu être utilisés ensuite pour des études fonctionnelles, pour des études (B) par cristallographie aux rayons X, (C) par RMN et (D) par cryoEM.

Depuis 2014, 42 projets correspondant à 450 litres de culture de cellules d’insectes ont été réalisés notamment à travers l’infrastructure nationale en Biologie Structurale FRISBI. Le protocole mis en place permet de produire sur une semaine de larges volumes de culture (3,5 litres) et de suivre la production par mesure de fluorescence du milieu à l’aide d’un cytomètre de paillasse (Guava easyCyte 6HT). Des expressions peuvent être réalisées sur différentes cellules d'insectes Sf21 ou cellules High Five si besoin. Le plateau peut former un certain nombre d’utilisateurs par an avec une formation sur 10 jours comprenant l’infection des cellules d'insectes et les premières productions sur leurs systèmes biologiques.

En savoir plus ? Nemoz et al., Nat. Struct. Mol. Biol. 2018 ; Pelosse et al., BMC Biol. 2017.

Contact : Virginie ROPARS (virginie.ropars@i2bc.paris-saclay.fr)

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I2BC / Plateau technique expression des protéines en cellules d'insectes. Le plateau technique est localisé sur deux sites : un pour la production de complexes multiprotéiques eucaryotes dans des cellules d'insectes (Laboratoire de Biologie Structurale et Radiobiologie, CEA Saclay), et l'autre pour la production de protéines radiomarquées (azote, carbone, hydrogène) pour des applications RMN (Laboratoire de chimie et biologie structurales, ICSN). Cette plateforme fait partie du pôle des plateformes de Biologie Structurale de l’I2BC qui comprend : i) les plateformes de Cristallisation, RMN, CryoEM, Mesures d'Interactions Macromoléculaires, et ii) les plateaux techniques d'Expression de protéines solubles ou membranaires en levures, Expression des protéines en cellules d'insectes et Bioinformatique structurale.

… ou comment et pourquoi des chercheurs de l’UMR Baobab (CEA/CNRS/UPSaclay) de Neurospin (Institut Joliot, CEA, Centre de Saclay, Gif-sur-Yvette), au sein d’un consortium européen nommé M-ONE, démarre actuellement un projet de conception d’un nouveau type d’antennes pour l’imagerie du cerveau par résonance magnétique (IRM) ultra haut champ utilisant des métamatériaux ! En première ligne dans ces développements… le plateau technique NEUROSPIN / imagerie in vivo chez l'homme, ex vivo et in vitro, IRM 7T, opérant un équipement unique sur Paris-Saclay et rare en France : un IRM 7T (Magnetom, Siemens Healthineers), en particulier dans sa configuration actuelle*, et la PME Multiwave Technologies.

Les IRM ultra-hauts champs magnétiques s’installent progressivement en routine clinique grâce à des appareils ayant obtenu, ou en passe d’obtenir selon les constructeurs, les agréments et autorisations nécessaires et ceci au niveau international. Ces machines malgré leur potentiel recèlent quelques faiblesses limitant l’impact sur le diagnostic ; en particulier, l’hétérogénéité de l’excitation des spins, avec des concepts d’antennes radiofréquences classiques est extrêmement délétère à la qualité d’image. L’utilisation de métamatériaux dans le design d’antenne pourrait radicalement changer cette situation (Dubois M. et al., Phys. Rev. X 2018, 8, 031083). Cette approche a émergé durant le projet M-CUBE (FET-OPEN, 1er janvier 2017 – 31 mars 2021) et va se poursuivre, toujours financée par l’Europe, à travers le projet M-ONE (FET-PROACT). Son objectif : La mise en production d’une antenne comportant ces nouvelles technologies et en démontrer la plus-value pour l’imagerie IRM à 7T. La PME Multiwave Technologies, le fer de lance de cette initiative, souhaite, à l’issue des deux années de projet, aboutir à un produit commercialisable la différenciant de la concurrence en proposant une antenne résolvant la plupart des problèmes observés à ce champ magnétique, permettant l’obtention d’images de qualité améliorée comparées à celles obtenues avec des concepts classiques, et ceci à un prix très attractif. L’illustration droite ci-dessus représente un modèle simulé de l’antenne radiofréquence visée et utilisant des nanomatériaux. Affaire à suivre !

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

Contact : Alexandre Vignaud (alexandre.vignaud@cea.fr)

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

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

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

La plateforme de cytologie et imagerie de l’Observatoire du Végétal est une plateforme couvrant différents aspects de la microscopie, de l’observation en fond clair à l’analyse poussée de la fluorescence en microscopie confocale dont l’activité est centrée autour des échantillons végétaux. Elle offre un ensemble de microscopes et d’appareils de préparation des échantillons nécessaire pour l’observation ainsi que les compétences nécessaires. Un des volets comprend la microdissection laser, grâce à un microdissecteur PALM MicroBeam® (ZEISS), qui permet de descendre à des résolutions cellulaires sur échantillons inclus ou congelés.

Vous avez dit « microdissection assistée par laser (LAM) » ? En biologie du développement, l’analyse de l’expression des gènes est un outil puissant de caractérisation d’organes ou de lignées cellulaires. Avoir accès à des zones de plus en plus ciblées permet d’affiner fortement les territoires et patrons d’expression. La microdissection assistée par laser (LAM) permet une récupération précise de tissus ou types de cellules spécifiques, en fonction de leur morphologie ou de leur coloration par fluorescence lorsque des marqueurs spécifiques de cellules ont été introduits. Si elle est basée sur des sections incluses en paraffine, l'identification de zones spécifiques peut être facilitée par l'utilisation d'un microscope, bien que la diminution de la taille (épaisseur, dimension) de la section abaisse la quantité d'ARN extrait. De même, de très petites zones d'intérêt auront une faible teneur en ARN total, ce qui entravera une analyse transcriptionnelle complète. La taille de la zone d'intérêt et sa teneur en ARN ultérieure sont donc un enjeu crucial dans la production de données de bonne qualité. Enfin, si les coupes incluses en paraffine produisent généralement un ARN de moins bonne qualité que les tissus frais, la qualité de la section reste bien meilleure que les cryo-sections, qui se déshydratent rapidement à température ambiante pendant la dissection. Un avantage clé des coupes en paraffine est bien de réduire les dommages à la structure de l'organe avant et pendant la microdissection.

Son couplage avec les outils du transcriptome profond (RNAseq) permet d’accéder à des niveaux de résolution 2D jusqu’ à maintenant inaccessibles ! Le développement des technologies NGS (Next Generation Sequencing) offre de nombreux avantages : sensibilité, capacité à quantifier l'expression dans des espèces pour lesquelles aucune séquence génomique n'est disponible (i.e. nouvelles espèces d'intérêt), accès à des formes épissées différentiellement ou à des formes d’ARN non codants. Ces techniques sont parfaitement maitrisées par la plateforme de transcriptomique de l’IPS2 (POPS), plateforme avec laquelle nous (plateforme de cytologie et imagerie) nous sommes associés pour mettre au point un protocole robuste permettant de diminuer de plusieurs ordres de grandeur la quantité d’ARNs totaux nécessaire à une analyse sur coupes en paraffine : 10 picogrammes seulement, c’est la quantité d'ARN suffisante pour générer des banques et produire des données ARN-seq quantitatives ! A noter aussi qu’une quantité légèrement inférieure peut permettre de vérifier la présence d'un gène donné, mais sans pouvoir le quantifier.

Exemple choisi d’application de cette technique : Récemment, ces protocoles ont été appliqués à la dissection de l'épiderme d’embryons de la plante modèle Arabidopsis thaliana au stade torpille, ce qui était un véritable défi à relever avec Arabidopsis. Nous avons évalué l'approche avec succès sur deux voies métaboliques primaires et secondaires bien connues, à savoir la biosynthèse des cires cuticulaires et des flavonoïdes, toutes deux intervenant préférentiellement dans les cellules épidermiques. Nous avons ensuite analysé les facteurs de transcription (TF) et nous avons pu détecter de nombreux facteurs de transcription différentiellement exprimés dans cette couche cellulaire. Nos résultats montrent que de nouveaux TF putatifs spécifiques de l'épiderme ou exprimés préférentiellement dans ces cellules peuvent être identifiés, dont plusieurs jamais identifiés, ouvrant la voie à de nouvelles analyses fonctionnelles de ces candidats intéressants pour la régulation de la différenciation des cellules épidermiques et des voies métaboliques. Au-delà du RNAseq, les échantillons microdisséqués peuvent également être utilisés dans des analyses chimiques pour déterminer, par exemple, la composition des parois végétales.

Contact : Bertrand DUBREUCQ (bertrand.dubreucq@inrae.fr) et Lionel Gissot (lionel.gissot@inrae.fr)

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La plateforme de Cytologie et Imagerie est une plateforme adossée à une très grosse unité (Institut Jean Pierre Bourgin, 350 personnes) et intégrée dans un ensemble plus vaste allant de la culture des plantes à l’observation finale ou l’analyse métabolique (Observatoire du Végétal). La plateforme a été pionnière dans le développement de nouvelles techniques d’étude du végétal notamment dans l’étude du matériel vivant (caractérisation du développement du méristème vivant, interaction entre protéines par la technique d’anisotropie de fluorescence chez les végétaux). La plateforme compte 8 permanents INRAE (5 ETP) et regroupe les activités et les équipements d'imagerie cellulaire nécessaires à l’étude des plantes : micro et macroscopie, microscopie confocale, vidéomicroscopie, cytométrie, microscopie électronique à balayage, microdissection laser, ainsi que toutes les ressources pour le traitement, l’inclusion et la coupe des échantillons (coupe semi fines, fines, ultrafines, cryosections). Elle est hébergée dans un bâtiment complètement rénové de 1000 m2 accueillant la trentaine de pièces optiques et les données produites par la plateforme sont hébergées sur un serveur institutionnel dont le contenu est sécurisé et sauvegardé. La plateforme est ouverte à toutes les demandes de l’unité et hors unité, institutionnelles ou du secteur privé. La structure est labellisée IBISA.

La plateforme de cristallisation fait partie intégrante de Institut de Biologie intégrative de la Cellule (I2BC, Gif-sur-Yvette) et propose l’accès à deux types de robots de cristallisation (Cartesian®, Proteigen et Mosquito®, LabTech TTP), réalisant des gouttes de nano-volumes dans des plaques 96 puits. Chaque plaque permet de cribler 96 conditions de cristallisation ; la cristallogenèse étant une science empirique avec essai-erreur. L’évolution des gouttes de cristallisation jusqu’à obtention ou pas de cristaux est suivie grâce aux robots de visualisation RockImager® 182 et 1000 (Formulatrix). Une plaque 96 puits nécessite seulement 20 µL de protéine seule ou en complexe avec différents ligands qui peuvent être des substrats, des inhibiteurs, d’autres protéines, des acides nucléiques et potentiellement de futurs médicaments. Les concentrations des protéines purifiées doivent être entre 10 et 20 mg/mL pour réaliser les premiers essais de cristallisation. A l’obtention des premiers cristaux, les conditions de cristallisation peuvent être optimisées par le robot STARlet® (Hamilton). Parce que la température est un paramètre important sur la pousse des cristaux, nous disposons de deux pièces l’une à 6°C et l’autre à 18-20°C pour réaliser et stocker les plaques de cristallisation. Les cristaux de protéine ou complexe soumis aux rayons X du Synchrotron Soleil pourront ensuite diffracter s’ils sont de bonne qualité et l’analyse des données de diffraction donnera accès à un modèle atomique de la protéine ou complexe d’intérêt. La proximité du Synchrotron Soleil est un réel atout pour la plateforme de cristallisation.

I2BC / Plateforme de cristallisation s’adresse à tous les scientifiques (du novice aux cristallographes expérimentés) désireux de pouvoir « regarder » l’objet qu’ils étudient : La qualité de l’échantillon protéique est un critère important ! L’échantillon doit être pur et vérifié sur un gel acrylamide dénaturant avant d’être cristallisé. Les novices pourront être conseillés et accompagnés par le personnel de la plateforme sur la meilleure méthode de purification de leur protéine d’intérêt. La plateforme offre donc une variété de possibilités aux utilisateurs / clients sous forme d'accès libre, de collaborations et de services. N’hésitez pas à nous contacter !

Contacts : Solange Morera (solange.morera@i2bc.paris-saclay.fr) et Herman van Tilbeurgh (herman.van-tilbeurgh@i2bc.paris-saclay.fr)

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I2BC / Plateforme de cristallisation. La cristallographie des protéines est l’approche principale pour caractériser la structure 3D de protéines liées à des candidats médicaments et pour déterminer les bases moléculaires de complexes entre les protéines et leur partenaire ADN, ARN, autre protéines, peptides, lipides et co-facteurs. La plateforme de cristallisation permet de réaliser le criblage, l'analyse et l'optimisation automatisés des conditions de cristallisation des macromolécules. Elle offre notamment l'accès en libre-service aux robots de cristallisation et visualisation des cristaux, met à disposition de ses utilisateurs des kits de cristallisation prêts à l'emploi, et peut réaliser des projets de cristallisation et cristallographie en collaboration. La plateforme de cristallisation est labélisée IBISA. Elle fait partie du pôle des plateformes de Biologie Structurale de l’I2BC qui comprend : i) les plateformes de Cristallisation, RMN, CryoEM, Mesures d'Interactions Macromoléculaires, et ii) les plateaux techniques d'Expression de protéines solubles ou membranaires en levures, Expression des protéines en cellules d'insectes et Bioinformatique structurale. Elle fait également partie de l'infrastructure nationale en Biologie Structurale FRISBI.

La Cellule d’Ingénierie Génétique et d’Expression (CIGEx) est rattachée à l’Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM), l’un des cinq piliers constituants l’Institut de biologie François Jacob. Elle est localisée sur le centre CEA de Fontenay-aux-Roses et vous décline au travers de ce FOCUS PLATEFORME, son offre de service et expertise en clonage de gènes et expression-purification de protéines recombinantes, ainsi que quelques-unes de ses réalisations récentes !

Vous commencez un projet, vous avez des sous-clonages à réaliser mais vous ne disposez pas ou plus des ressources humaines pour le faire, ou plus les compétences ni le matériel ? Vous voulez réaliser rapidement plusieurs constructions car une publication est en révision ? Vous avez un plasmide délicat à modifier en éliminant des séquences et vous ne savez pas comment faire ? Vous avez une mutation ponctuelle à réaliser sur un plasmide de plus de 10 kbp ? Vous souhaitez produire des lentivirus concentrés ? ou tout simplement … vous avez des clonages à réaliser et vous voulez nous les confier pour pouvoir vous concentrer sur la science ! CIGEx, versant « Biologie Moléculaire » possède tous les outils et les compétences pour mettre en œuvre les technologies appropriées pour répondre à toutes vos demandes. Nous profitons également des projets déposés pour élaborer de nouveaux vecteurs venant enrichir notre librairie de plasmides dont certains ont été publiés et que nous mettons à disposition sur demande. En savoir plus ? Salim et al., Analytical Biochemistry 2016.

Aussi, vous voulez faire des tests fonctionnels sur vos protéines d’intérêt ou vous souhaitez connaître la structure cristallographique de vos complexes de protéines mais vous n’avez pas l’environnement ou les compétences pour les exprimer et les purifier ? Vous recherchez une expertise pour purifier vos protéines en espérant gagner du temps et de l’argent ? Vous voulez tester rapidement des interactions protéine-protéine pour répondre à un collaborateur ? CIGEx, versant « Biochimie des protéines » choisira le système d’expression et les supports les mieux adaptés pour répondre à vos demandes.

Nous avons récemment rencontré toutes ces situations qui ont enrichi notre offre et qui nous servent aujourd’hui de carte de visite !

▪ Nous avons pu cloner séquentiellement en 6 semaines un gène de 10257 bp.

▪ Nous avons remplacé une séquence par une autre dans un plasmide de 10 kbp en absence de sites de restriction proches de cette séquence en 3 semaines.

▪ Nous sommes capables d’ajouter des séquences respectant la phase de lecture à des gènes clonés même présentant un codon stop que nous éliminons et ce en 2 semaines.

▪ Nous avons généré 30 constructions présentant une mutation ponctuelle différentes en 3 semaines, pour un crible génétique.

▪ Nous avons réalisé des mutations ponctuelles sur un plasmide de près de 16 kbp en 2 semaines.

▪ Nous avons inversé l’orientation de 8 séquences et cloné 8 hybrides de primers en moins de 4 semaines (et ceci pour un article en révision qui à présent est accepté pour publication ! En savoir plus ? Assouvie et al., PLOS Genetics 2020.

▪ Nous avons aussi réalisé de nombreux tests d’interaction protéine-protéine, en particulier sur des protéines difficiles à exprimer ! En savoir plus ? Lebraud et al., Nucleic Acids Research 2020.

▪ Nous avons purifié et purifions de nombreuses protéines recombinantes de différentes espèces (murines, de levure, humaines, …) en utilisant les outils adéquats.

Plusieurs équipes extérieures au CEA de Fontenay-aux-Roses viennent et reviennent chercher notre expertise en biologie moléculaire et/ou pour l’expression et la purification de protéine(s) alors qu’elles ont accès à d’autres plates-formes plus proches de leur laboratoire. Alors, vous aussi, n’hésitez pas à nous contacter et à soumettre vos demandes et nous élaborerons ensemble la stratégie la plus adaptée pour réaliser votre projet !

Contact : Didier Busso (didier.busso@cea.fr)

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La Cellule d’Ingénierie Génétique et d’Expression (CIGEx) propose différentes prestations couvrant les étapes de (1) biologie moléculaire pour le clonage des gènes d’intérêt, pour la mutagenèse, pour l’ingénierie génétique, (2) biochimie des protéines (pour l’expression de protéines recombinantes dans différents systèmes comme la bactérie ou les cellules d’insectes infectées par des baculovirus, pour des tests d’interaction protéine-protéine, pour la purification à homogénéité de protéines recombinantes), (3) design et clonage des ARNg pour les expériences de CRISPR/Cas9, (4) préparation de banques pour le séquençage haut-débit, et (5) production de lentivirus. Par ailleurs, CIGEx a implanté ses activités avec le but de (1) fournir des outils et des technologies adaptées et efficaces, (2) fournir un contrôle qualité et une base de données pour collecter l’ensemble des données expérimentales générées à chaque étape d’un projet, (3) fournir un environnement technologique aux utilisateurs, et (4) fournir une formation aux chercheurs et aux étudiants. Enfin, CIGEx offre accès, sous certaines conditions, à différentes ressources comme : (1) une banque de souches bactériennes pour le clonage et pour l’expression de protéines recombinantes, (2) une banque de plasmides pour le clonage et pour l’expression de protéines dans différents systèmes (bactérie, levures, cellules d’insecte, cellules mammifères), (3) une banque d’enzymes de restriction, d’enzymes de modification et de polymérases, (4) une banque de cartes de plasmide et des vecteurs construits (sous DNA-Star/Lasergene 14).

A propos de l’IRCM. L’Institut de Radiobiologie Cellulaire et Moléculaire (IRCM) est un institut de recherche unique en Europe et qui a une reconnaissance internationale en radiobiologie, radiothérapie, stabilité du génome, cancer et régénération tissulaire. S’appuyant sur la créativité et la prise de risque des chercheurs et sur des plates-formes technologiques de pointe, l’IRCM a développé une recherche fondamentale sur des organismes modèles, une recherche sur les pathologies humaines et leurs traitements et une recherche associée au développement industriel.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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