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Thèmes de recherche

par Iouri MOTORINE - 18 février 2014

Les thématiques de recherche abordées par les équipes de l’UMR 7365 reposent sur une variété d’expertises permettant de réaliser des études à l’échelon moléculaire, structural, cellulaire, ou intégré. Elles sont complétées par une recherche translationnelle pluridisciplinaire en médecine régénérative, qui s'étend de la recherche de gènes candidats pour des protocoles de thérapie cellulaire à la conception des biomatériaux de substitution et leur caractérisation par des techniques d'imagerie.

Plus spécifiquement, l’équipe 1 étudie la machinerie d’assemblage des particules ribonucléoprotéiques, notamment par des approches structure-fonction, et les mécanismes de maturation des ARNs chez les procaryotes, les archées et les eucaryotes. Ces travaux incluent l’étude des mécanismes d’action d’enzymes modifiant les acides nucléiques et s’étendent aux fonctions des ARN non codants et des complexes ARN-protéines, en situation normale ou pathologique. Elle s’intéresse également aux mécanismes d’épissage alternatif permettant de chercher de nouveaux médicaments à visée anti-infectieuse (anti-VIH) ou de comprendre les mécanismes physiopathologiques de certaines maladies rares associées à des anomalies d’épissage (dystrophie myotonique, progeria).

L’équipe 2 s’intéresse, par des approches structurales et fonctionnelles, aux mécanismes moléculaires d’assemblage des glycosaminoglycanes (GAGs) in vitro et ex vivo, avec un intérêt particulier pour la matrice cartilagineuse et la peau ainsi que la régulation épigénétique de leur synthèse dans le contexte particulier du chondrosarcome et, plus largement, du processus métastatique. L’équipe étudie également les mécanismes de régulation des glycosyltransférases en situation normale ou pathologique, et développe des approches expérimentales de type thérapie génique ou invalidation (souris KO) pour caractériser le rôle physiopathologique des Xylosyltransférases (Xyl-T).

L’équipe 3 développe des approches d’enzymologie moléculaire et de biologie structurale pour caractériser des enzymes impliquant la chimie redox du soufre et comprendre les mécanismes catalytiques mis en œuvre dans la lutte contre un stress oxydatif. L’équipe s’intéresse également à la compréhension moléculaire et structurale d’une famille d’enzymes modulaires, les Polykétides Synthases (PKS), qui produisent des molécules d’intérêt pharmacologique comme des antibiotiques (de type macrolides) ou des immunosuppresseurs (de type rapamycine). L’objectif est de développer, à termes, de nouvelles PKS par ingénierie génétique dans le but de produire de nouvelles molécules originales.

L’équipe 4 associe des approches moléculaires à l’expérimentation animale pour chercher de nouvelles stratégies de contrôle de l’inflammation articulaire (activation du récepteur nucléaire PPAR, utilisation d’une forme tronquée de galectine-3). L’approche inclut l’utilisation d’animaux génétiquement modifiés et une stratégie de thérapie génique locale. L’équipe s’intéresse également aux mécanismes moléculaires impliqués dans la modification du phénotype des cellules articulaires (chondrocytes, ostéoblastes sous-chondraux) au cours du processus arthrosique et aux processus de minéralisation pathologique. Cette approche inclut l’étude du rôle physiopathologique de la leptine, adipokine dont les taux circulants et articulaires sont augmentés chez les patients obèses.

L’équipe 5 développe des stratégies de bio-ingénierie tissulaire par contrôle de la différenciation de cellules progénitrices (optimisation de la différenciation de cellules souches mésenchymateuses d’origine médullaire ou ombilicale, reprogrammation cellulaire) au sein de biomatériaux pour produire des substituts vasculaires ou articulaires. Ces biomatériaux multicouches « fonctionnalisés » par les progéniteurs sont ensuite testés dans des modèles animaux de déficits cartilagineux ou de pontage artériel. L’équipe, qui est numériquement deux fois plus importante que les autres équipes de l’UMR, développe également de nouvelles approches de vectorisation articulaire par l’utilisation d’extraits de nacre ou de nanoparticules recouvertes d’acide hyaluronique. Enfin, grâce à la collaboration avec la plateforme d’imagerie PTIBC et avec les services d’imagerie du CHU, l’équipe développe une imagerie multi-échelle destinée à valider les biomatériaux ostéocartilagineux avant implantation par macroscopie de seconde harmonique (macro-SHG du réseau collagénique) et à suivre les biomatériaux implantés chez l’animal par IRM en ayant préalablement marqué les progéniteurs par des particules paramagnétiques (SPIOs).

L’ensemble de ces études repose sur l’emploi d’approches in vitro et in vivo idoines pour des analyses structure-fonction, ainsi que d’ingénierie des ARN et des protéines en étroite collaboration avec les plateformes de la FR 3209 BMCT « Bioingénierie Moléculaire, Cellulaire et Thérapeutique ». Le rôle de ces macromolécules dans plusieurs pathologies, dont les pathologies articulaires, est notamment étudié dans le but d’identifier des biomarqueurs potentiels de sévérité des lésions. De nombreux travaux sont ainsi réalisés à l'interface entre la recherche fondamentale et la recherche clinique.

Mots clés : Enzymologie, Biologie moléculaire, Biologie structurale, Ingénierie moléculaire, Ingénierie cellulaire, Ingénierie tissulaire, Physiopathologie articulaire, Imagerie articulaire, Vectorisation articulaire