UNITÉ TECHNOLOGIQUE : MODÈLES PRÉ-CLINIQUES ET IMAGERIE

Développement de technologies et de modèles pré-cliniques translationnels innovants pour l’étude des maladies infectieuses et des interactions hôte-microbiote contribuant à améliorer la santé humaine et animale.

Models pre-clinical

LES ENJEUX

Chaque jour, nous sommes naturellement exposés aux microbes et aux virus. Lors des dernières décennies, la plupart des recherches ont particulièrement été consacrées aux agents pathogènes et aux maladies qu’ils provoquent. L’enjeu de comprendre la pathogenèse et les facteurs de virulence via l’étude des interactions hôte-pathogènes, et de trouver des remèdes efficaces contre les maladies infectieuses, se poursuivra bien sûr dans les prochaines années. En effet, de nombreuses maladies pour lesquelles le développement et l’évaluation de stratégies préventives et thérapeutiques innovantes sont des besoins de santé publique urgents, nécessitent encore des modèles précliniques translationnels et prédictifs pour évaluer de nouvelles thérapies ou vaccins. A titre d’exemples, l’augmentation des résistances microbiennes aux antibiotiques, anciens comme nouveaux, ainsi que l’émergence de maladies à transmission vectorielle, représentent des problèmes majeurs pour les cliniciens dans le monde entier.

Cependant, plus récemment, les microbes commensaux (microbes inoffensifs colonisant un hôte) suscitent un intérêt grandissant quant à leur influence sur la santé humaine et animale. Les modèles précliniques prédictifs combinés aux technologies récentes d’analyse d’image, à la génomique fonctionnelle, la métabolomique, l’immunologie et la biologie moléculaire sont donc essentiels pour étudier les interactions complexes entre hôte et microbes, pour comprendre l’impact du microbiote sur la santé et les maladies, et pour développer de nouvelles thérapies contre les maladies infectieuses, inflammatoires, métaboliques, immunitaires ou neurocomportementales.

OBJECTIFS

Notre unité technologique a pour objectif de développer et d’optimiser une combinaison unique de modèles pré-cliniques translationnels et de technologies dédiées aux maladies infectieuses et aux interactions hôte-microbiote.

Notre activité est centrée sur trois domaines principaux :

  • 1 – Développement de modèles de maladies infectieuses analysés par imagerie
  • 2 – Développement de modèles d’étude du microbiote intestinal
  • 3 – Imagerie multimodale appliquée aux modèles pré-cliniques

1 – Développement de modèles de maladies infectieuses analysés par imagerie.

Les études pré-cliniques avec des modèles animaux représentent un pont précieux entre les essais in silico, les tests in vitro et l’évaluation clinique précoce. L’unité est impliquée dans le développement de modèles animaux prédictifs, de tests in vivo et de techniques d’imagerie pour évaluer le mécanisme d’action, les propriétés pharmacologiques et l’efficacité des traitements thérapeutiques et prophylactiques contre les maladies infectieuses.

Schema UTEC 5

2 – Développement de modèles d’étude du microbiote intestinal, depuis l’isolation et la mise en culture, jusqu’à l’identification et la transplantation de bactéries intestinales.

Au cours des dernières années, il est devenu de plus en plus évident que le microbiote intestinal joue un rôle important dans la biologie de l’hôte, et plusieurs études ont montré que la composition et la diversité du microbiote intestinal influencent l’évolution de la maladie chez l’homme, comme chez l’animal. Par conséquent, le microbiote intestinal impacte profondément les modèles animaux et il est clair aujourd’hui que la gnotobiologie (l’étude des animaux élevés dans des environnements exempts de micro-organismes ou qui contiennent des micro-organismes spécifiquement connus) est essentielle pour comprendre les liens entre la dysbiose, i.e. l’altération du microbiote intestinal, et les maladies infectieuses, immunitaires, inflammatoires, métaboliques et neurocomportementales. In fine, une meilleure compréhension du microbiome offre des perspectives de développement de nouvelles approches thérapeutiques et d’optimisation des traitements.

Schema UTEC 5

3 – Imagerie multimodale appliquée aux modèles pré-cliniques : du macroscopique au microscopique.

Dans de nombreuses études de recherche pré-clinique, il y a un besoin croissant d’intégrer des données in vivo avec des techniques d’imagerie qui permettent la visualisation et le suivi simultanés de plusieurs événements. C’est le cas de l’imagerie multimodale qui permet, avec deux ou plusieurs modalités d’imagerie comme la bioluminescence et la fluorescence, d’intégrer de multiples mesures quantitatives et fonctionnelles telles que la localisation, l’extension, l’activité métabolique, la réponse immunitaire, la concentration et la biodistribution du médicament lors d’une infection par exemple. En outre, la combinaison avec des techniques d’imagerie comme la microtomographie fournit des données intégrées sur les caractéristiques anatomiques.

L’immunohistologie et l’hybridation in situ en fluorescence (FISH) complètent l’offre d’imagerie avec la capacité d’identifier des molécules et structures spécifiques, intra ou extracellulaires, ainsi que des microbes dans des organisations microbiennes complexes comme l’écosystème intestinal. La combinaison de marquages microbiens et d’immunomarquages de la réponse de l’hôte permet de mettre en évidence localement les interactions spécifiques hôte-microbes.

PROPOSITION DE VALEURS

Savoir-faire, Equipements, Technologies

L’unité est composée de scientifiques et de techniciens expérimentés disposant d’un savoir-faire spécifique acquis en plusieurs années de service dans l’industrie ou en instituts de recherche. L’unité intègre toutes les compétences nécessaires pour assurer le développement efficace, de qualité et dans le respect des dispositions réglementaires et éthiques, de modèles pré-cliniques de maladies infectieuses et de modèles gnotobiotiques. Notre spectre de compétences couvre l’expérimentation in vitro, la transformation bactérienne, l’isolement et la culture de bactéries anaérobies strictes, l’identification des bactéries par des techniques avancées de biologie moléculaire, l’analyse histologique et l’imagerie in vivo, la conception et l’exécution d’études in vivo en installations de sécurité biologique de niveaux 2 et 3.

Schema pre-clinical

RÉSEAUX & PARTENAIRES

Logo Cynbiose
Logo SFR Biosciences
Logo Inserm
Logo Institut Pasteur
Logo CEA
Logo Anses
Logo Janssen
Logo Axenis
Logo Sanofi Pasteur

ACTUALITÉS

Documents :

Zoom on GNOTOMICE

Gnotobiology Expertise

Zoomer

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BIOASTER EXPERTISE: GNOTOBIOLOGY
La solution pour produire des études pré-cliniques sous microbiome contrôlé.

Gnotobiology Expertise

Zoomer

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Note d’application Hamamatsu :

Poster Stunting

Projets innovants en cours

  • Participation au projet Européen NAREB (Nanotherapeutics for Antibiotic Resistant Emerging Bacterial pathogens).
  • Projet MOSAIC (MOlecular Signatures of Adjuvanted vaccIne Candidates), un projet collaboratif visant à améliorer la sécurité et l’immunogénicité des adjuvants inclus dans la composition de nouveaux candidats vaccins.

Points forts

  • Mise en place du Laboratoire d’histologie & imagerie avec des capacités en immunohistologie et hybridation in situ en fluorescence (FISH).
  • Implémentation d’un scanner de lames (NanoZoomer S60, Hamamatsu) permettant l’acquisition automatisée d’images de haute qualité en champ clair et en fluorescence.
  • Développement et caractérisation d’un modèle gnotobiotique à microbiote intestinal murin simplifié récapitulant le phénotype SOPF.
  • Développement d’un modèle gnotobiotique de retard de croissance.
  • Utilisation de modèles d’infection combinés à l’imagerie in vivo en bioluminescence ou fluorescence pour tester l’efficacité d’antibiotiques formulés avec des nanoparticules.
  • Analyse par imagerie optique de la biodistribution d’antibiotiques encapsulés dans des nanoparticules et identification anatomique via l’élimination de sondes luminescentes ou fluorescentes.
  • Intégration de l’analyse PK/PD dans l’évaluation de l’efficacité de composés antimicrobiens dans des modèles d’infection.
  • Développement d’un modèle de biofilm et évaluation de l’efficacité de différentes formulations d’antibiotiques encapsulés dans des nanoparticules.
  • Obtention de la certification ISO9001.

Présentations/Publications

  • 8ème Journée Scientifique de la SFR Biosciences, Lyon, Juin 2015. A new animal facility in Lyon Gerland area to explore microbiome. Darnaud, M. Peltier, A. Tamellini, A. Gaudin, A Rekiki
  • European meeting on animal chlamydiosis, Paris, Sep 2015. Animal models and imaging competencies to improve chlamydial studies. Abdessalem Rekiki, Marion Darnaud, Aurore Gaudin , Manon Peltier, Pascaline Bogeat, Andrea Tamellini
  • Séminaire national d’imagerie optique in vivoParis, Sep 2015. Abdessalem Rekiki, Aurore Gaudin, Marion Darnaud, Manon Peltier, Pascaline Bogeat, Andrea Tamellini
  • Metabolomics Conference 2015 – San Francisco (US). Evaluation of heat stabilization for the conservation of biological samples as an approach for metabolomics: a 1H-NMR/LC-MS metabolite profiling study. Bequet Frédéric; Bunescu Andrei; Ouattara Djomangan Adama ; Meniche Xavier; Da Costa Jacob Cristina; Biliaut Emeline; Bogeat Pascaline; Gaillard Christelle; Peltier Manon; Sköld Karl; Boren Mats; Tamellini Andrea; Guyard Cyril; Troesch Alain
  • Workshop, Novel approaches to fight bacteria, 2016 Bremen, Germany. Nanotherapeutics for antibiotic resistant emerging bacterial pathogens. B. Gicquel, F. Navarro, R van Nostrum, M. Mcarthur, J. Ainsa, J. Empel, U. Schaible, A. Tamellini, M.M. Ho, P. Gamallo, Mertens, D. Perez, R Schmid, B. Cagniard and M. Saunders
  • Atelier FLI/IDMIT “Imagerie de l’Infection et de l’Inflammation, Institut Pasteur 2016. The Assessment and Characterisation of Drug candidates: Efficacy, biodistribution and immuno-montitoring. A Rekiki
  • Workshop, Novel approaches to fight bacteria, 2016 Bremen, Germany. MRSA infection: In vivo imaging and biodistribution of nanocarriers. A Rekiki
  • AFSTAL Annual Congress, Microbiote et Modéles animaux, Nantes 2016. Les facteurs clés pour travailler avec des modèles animaux axéniques et gnotobiotiques. M Darnaud
  • NAREB Workshop: Nanomedicine & Antibiotic Resistance, Madrid 2017. MRSA infection: in vivo evaluation of biodistribution and efficacy of loaded Nanoparticles. A Rekiki
  • Colloque AFSTAL, Lyon 2017. Présentation savoir-faire en Région: Unité Technologique Modèles Précliniques et Imagerie à BIOASTER. Bogeat, M. Darnaud, H. Dugua, A. Gaudin, A. Rekiki, A. Tamellini
  • Cyto 2017, Boston. Characterization of murine immune response in blood and tissues using mass cytometry. Ana Delgado, Benoît Beitz, Tom Dott, Maryline Ripaux Lefevre, Aurore Gaudin, Céline Couturier, Severine Planel, Abdessalem Rekiki, Fabrice Porcheray
  • Keystone Symposia Conference, Manipulation of the Gut Microbiota for Metabolic Health / Microbiome, Host Resistance and Disease, Banff, Canada 2018. Childhood stunting model induced by chronic undernutrition in gnotobiotic mice. Marion Darnaud, Pascaline Bogeat, Hélène Dugua, Martin Schwarzer, François Leulier, Andrea Tamellini
  • ICSB, Lyon 2018. GM15, a new gnotobiotic mouse model to explore interactions between microbiome and host physiology in childhood stunting induced by chronic undernutrition. Marion Darnaud, Pascaline Bogeat, Hélène Dugua, Martin Schwarzer, François Leulier, Andrea Tamellini