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Ingénierie de la pluripotence Cellules Souches & Organoïdes

Equipe partenariale Sup’Biotech/CEA-SEPIA (Service d’étude des prions et des infections atypiques).

Les cellules souches pluripotentes induites (IPS) sont des cellules potentiellement immortelles, capables de proliférer indéfiniment tout en conservant un patrimoine génétique stable. Elles représentent une des applications les plus modernes et innovantes de la biologie cellulaire, car elles offrent la perspective d’un approvisionnement illimité en cellules humaines de tous types. Le modèle de cellules IPS est particulièrement approprié aux techniques d’ingénierie cellulaire, qui consistent à modifier le génome des cellules afin d’adapter leur propriétés pour les besoins de la recherche industrielle. Ces cellules peuvent être utilisées comme modèle pour certains désordres génétiques, mais aussi comme source de stratégies thérapeutiques innovantes.

Axes de Recherche

Axe 1 : Maladies neurodégénératives (Alzheimer; Maladies à Prions…)

L’expertise du laboratoire CEA-SEPIA dans le domaine de la modélisation in vivo de ces pathologies est mise à profit pour dériver de nouveaux modèles in vitro basés sur l’utilisation de cellules pluripotentes IPS.

Axe 2 :Ingénierie de la Pluripotence

De nouvelles techniques de reprogrammation et de différentiation sont mises au point en se basant sur les outils uniques dérivés au laboratoire. Ces techniques permettront notamment d’obtenir des modèles cellulaires animaux et humains à fort potentiel de valorisation.

Banque d’outils cellulaires

L’équipe Sup’Biotech/CEA a aussi pour objectif de développer, transférer et valider des modèles cellulaires plus pertinents pour l’étude de la maladie d’Alzheimer et des maladies à prions ou afin de les valoriser auprès des chercheurs et des industriels. Les outils cellulaires générés et validés au laboratoire seront donc conservés au sein d’une banque (Master Cell Bank) bien caractérisée. Le transfert industriel de ces technologies demande un effort particulier de standardisation et de contrôle qualité des différentes étapes de la culture cellulaire. L’adaptation de nouvelles techniques (imagerie, automatisation..) à la culture de cellules souches pluripotentes est un enjeu particulièrement important pour le secteur industriel. Grâce à un réseau de collaborations internationales, l’équipe ‘Ingénierie de la Pluripotence’ maintient une veille technologique des innovations les plus récentes afin de disposer des applications de pointe dans le domaine de la biotechnologie cellulaire.

Les Mini-Cerveaux

Grâce aux propriétés intrinsèques d'auto-organisation des cellules pluripotentes, il est possible de créer à partir de ces cellules des « organoïdes », c'est à dire des structures tridimensionnelles rassemblant certaines caractéristiques d'organes humains. Une des problématiques de l'équipe CellTechs consiste à étudier si les oragnoïdes neuroectodermiques (mini-cerveaux) humains peuvent représenter un modèle d'étude pour certaines pathologies neurodégénératives. Ces technologies permettront peut-être d'établir un outil de criblage pharmacologique fiable, permettant de dépasser les limites inhérentes aux outils de modélisation utilisés actuellement dans l’industrie pharmaceutique.

Que sont les cellules souches pluripotentes ?

Les Cellules Souches Pluripotentes possèdent deux caractéristiques essentielles : l’auto-renouvellement et la pluripotence. Dérivées pour la première fois chez l’homme en 1998 par le Pr Thomson à partir d’embryons datant de quelques jours, il a fallu attendre 2007 pour qu’une technique, développée par le Pr Yamanaka au Japon, permette de dériver des cellules souches pluripotentes à partir d’un organisme adulte : les cellules IPS. Ce travail magistral a été récompensé en 2012 par le prix Nobel de médecine. Qu’elles soient d’origine embryonnaire ou dérivées in vitro grâce à la technique de reprogrammation, les cellules souches pluripotentes ont fait progresser le concept d’une médecine régénérative « personnalisée » du champ de la science-fiction à celui du possible. Il convient tout de même de rester prudent quant aux progrès thérapeutiques présagés par ces avancées technologiques majeures. Certaines applications sont néanmoins envisageables à plus court terme, telles que l’utilisation de ces cellules pour modéliser in vitro certaines pathologies, ce qui pourrait contribuer à la découverte de nouveaux médicaments. La dérivation, l’étude et la différentiation de nouvelles lignées de cellules souches pluripotentes induites (IPS) fait partie des projets innovants abordés dans le cadre du programme de Recherche de Sup’Biotech. La technique de reprogrammation cellulaire ouvre de nombreuses perspectives d’innovations technologiques, mais elle nécessite une expertise et un savoir-faire spécifique, qui ne peuvent être maîtrisés que dans un laboratoire de pointe.Le programme de recherche partenariale initié entre Sup’Biotech et le SEPIA-IMETI (CEA) consiste à utiliser la technologie de la reprogrammation cellulaire afin de mettre en place des modèles pertinents à la recherche sur les maladies neurodégénératives.

Publications

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Membres actuels

Frank YATES
Responsable du laboratoire et Enseignant-Chercheur
Pierre-Antoine VIGNERON
Enseignant-Chercheur
Thomas LEMONNIER
Enseignant-Chercheur
Lucie MADRANGE
Technicienne de laboratoire
Elise DELAGE
Ingénieure de recherche et enseignante-chercheuse
Ambre LELEU
Doctorante Sup'Biotech
Clément CROCHEMORE
Enseignant-Chercheur (Post-doc ANR Institut Pasteur)
Héloïse CASTIGLIONE
Doctorante CIFRE (Sup'Biotech/NETRI)
Julien GRIMAUD
Enseignant-Chercheur

Actualités

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Les anciens du labo

Rafika JARRAY
Ancienne Enseignante-Chercheuse
Rafika Jarray a fortement contribué à la création du laboratoire CellTechs et a été à l'origine des premiers organoïdes créés au laboratoires.
Vanessa PERDIZ
Ancienne Enseignante-Chercheuse
Vanessa Perdiz a travaillé au développement des techniques de clarification sur les organoïdes cérébraux.
Ferid NASSOR
Ancien Doctorant (CEA)
Ferid a contribué à la mise en place de nombreuses technologies innovantes au laboratoire et a rédigé sa thèse sur le sujet "Etude de mécanismes de type prion impliqués dans la maladie d’Alzheimer sur un modèle de mini-cerveaux humains avec exploration par microscopie 3D" http://www.theses.fr/23645322X
Serena PAVONI
Ancienne Doctorante (CEA)
Serena a mis en place la techique des organoïdes et a été la première au laboratoire à les utiliser pour modéliser la maladie d'Alzheimer. Sa thèse est intitulée "Mise au point d’un nouveau modèle d’organoïde cérébral humain pour l’étude des mécanismes d’interaction de la protéine prion et de l’amyloïde β " http://www.theses.fr/2017SACLS427
Mary-Amélie MASSON
Etudiant Sup'Biotech promo 2020
Mary Amélie, durant sa période de stage au laboratoire, a grandement contribué à la mise en place des outils CRISPR et à leur adaptation aux cellules souches pluripotentes
Nicolas REBERGUE
Etudiant Sup'Biotech promo 2017
Durant son stage de deux mois en 2014, puis en mission entreprise au laboratoire en 2015, Nicolas a développé et amélioré les protocoles CRISPR/Cas9 maintenant utilisés couramment à CellTechs.
Pierre TOURAME
Etudiant Sup'Biotech promo 2018
Lors de son stage de 2 mois en 2015 au Laboratoire PluriTechs, Pierre a participé à l'élaboration des nouveaux projets d'édition génomique du laboratoire.
Karine RANOVONA
Etudiante Sup'Biotech promo 2016
Durant son stage de 6 mois en 2016, Karine nous a aidé à mettre en place la plateforme de production virale et nous a aidé à mettre au point plusieurs protocoles de transfection.
Thibault MAHIET
Etudiant Sup'Biotech promo 2017
Lors de son stage de 4 mois en 2015, Thibaut a travaillé sur les méthodes de différentiation et IPS en neurones et à leur caractérisation.
Mathieu OPITZ
Etudiant Sup'Biotech promo 2014
Durant son stage de 6 mois en 2014 à Pluritechs, Mattieu a contribué à la mise en place du laboratoire Pluritechs, et s'est notamment intéressé à la modélisation 3D cellulaire. Il a été parmi les pionniers du projet "Mini-Cerveaux" du laboratoire.
Catheline ETIENNE
Etudiante Sup'Biotech promo 2016
Pendant 4 mois en 2013 au Laboratoire PluriTechs, Catheline a travaillé à l'élaboration des techniques de transfection dans les modèles de cellules immortalisées.

Nos autres laboratoires

Bio-Information Research Laboratory (BIRL)

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Laboratoire de Recherche Partenariale en Ingéniérie Agroalimentaire (LRPIA)

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