Physicochimie pour la microbiologie

L’ADN est connu comme le support de l’information du vivant. Pourtant ce code, le génotype, ne prédétermine pas tout, plusieurs « interprétations », ou phénotypes, sont possibles. Par exemple, nos cellules, si variées, sont issues d’un seul zygote et ont toutes le même code. Évidemment pour une espèce pluricellulaire l’intérêt de ce processus de diversification très organisé, contrôlé, est compréhensible. Mais cette diversité se retrouve aussi au sein de populations monoclonales d’organismes unicellulaires : Pourquoi ? Nous employons les outils expérimentaux innovants développés au laboratoire pour explorer cette diversité chez Escherichia Coli et ainsi mieux comprendre son rôle et sa régulation. La coexistence de ces états phénotypiques joue un rôle crucial dans le développement de certaines maladies infectieuses et dans certaines résistances aux antibiotiques. Le phénomène soulève aussi de nombreuses questions dans le champ de la biologie de l’évolution.

Un des défis actuels importants de la microbiologie est d'inventer de nouveaux outils pour la culture cellulaire tridimensionnelle qui est physiologiquement plus pertinente que les traditionnelles études réalisées sur des monocouches de cellules. Les capsules à coeur liquide développées au laboratoire offrent de nouvelles perspectives pour la culture cellulaire car elles permettent un échange moléculaire rapide avec le milieu environnant tout en maintenant les cellules confinées dans un espace à trois dimensions. De plus, leur génération à haut débit ouvre la voie vers des applications de criblage. A titre d'exemple, en collaboration avec l'Institut Curie, nous étudions l'impact du confinement sur le développement d'agrégats de cellules cancéreuses.

Collaborations : UMR 144

Financement :  FPGG et SANOFI

Les cellules souches hématopoïétiques sont aux centres d’enjeux considérables tels que le traitement des hémopathies malignes et de certains cancers, ou encore la production ex vivo des globules rouges humains matures pouvant  être transfusés à l’homme. Cependant ces cellules se trouvent en proportions très faibles dans la moelle osseuse, le sang de cordon ombilical, et le sang périphérique. Une phase de tri permettant de les récupérer spécifiquement est donc indispensable préalablement à leur utilisation. Il existe aujourd’hui de nombreuses techniques de tri de cellules souches hématopoïétiques mais une seule est de grade clinique en Europe : la sélection immuno-magnétique cliniMACS.
Le but de ce projet  est de mettre au point une nouvelle méthode de tri cellulaire, à vocation clinique. L’objectif est de sélectionner spécifiquement et efficacement des progéniteurs et des cellules souches hématopoïétiques (HSCP) à partir de sang périphérique, de sang de cordon ombilical, de moelle osseuse, ou encore après une phase d’expansion cellulaire.

Collaborations : UMR_S 938 et IRHT

Partenariat industriel : Bertin Technologies

Financement : ANR STREAM

Le suivi des paramètres bioénergétiques à l'échelle de la cellule unique ainsi que leur distribution sur des milliers d'individus demeure difficile d'accès. Or, ces paramètres sont nécessaires pour l'optimisation des rendements de production ou de dégradation de nombreuses molécules d'intérêt issues de microorganismes divers tels que les bactéries, les levures ou encore les algues unicellulaires. Les principales limites résident dans les sondes et détecteurs qui ne sont pas assez sensibles.
Nous avons développé une méthode ne nécessitant pas de sonde, basée sur les échanges osmotiques qui ont lieu entre des gouttes d'émulsion de composition différente.  Les microorganismes sont placées dans un réseau bi-dimensionnel de gouttes. L'activité métabolique des microorganismes ainsi que la diffusion des molécules mises en jeu se traduit par un changement de composition locale qui induit un changement de volume de la goutte contenant les cellules. Cette méthode peut en principe s'appliquer à d'autres processus osmotiquement actifs. Nous avons ainsi pu mesurer l'énergie de maintenance de levures uniques.

Collaborations: LBMC, Technion