Rôle de la protéine JMY dans le développement cérébral humain et la radiorésistance des cellules souches de glioblastome : des organoïdes cérébraux au criblage thérapeutique
La protéine JMY est un régulateur important du cytosquelette d’actine, impliqué dans la migration et la morphogenèse cellulaires. Exprimée dans le cerveau en développement, elle est associée à plusieurs processus clés de la neurogenèse, tels que la formation des neurites, la dendritogenèse, la myélinisation et la migration neuronale. Toutefois, son rôle spécifique dans le développement cérébral humain demeure mal caractérisé
Par ailleurs, nos travaux montrent que JMY joue un rôle central dans la physiopathologie du glioblastome, une tumeur cérébrale très agressive. Après irradiation, les cellules souches de glioblastome augmentent leur capacité de migration et d’invasion via une voie impliquant HIF1a et JMY. Cette activation favorise la formation de structures riches en actine appelées microtubes tumoraux, associées à la résistance thérapeutique.
Ce projet vise à étudier JMY comme un régulateur commun du neurodéveloppement et de la plasticité tumorale.
Dans un premier axe, nous analyserons l’impact de sa déficience dans des organoïdes cérébraux humains dérivés de cellules iPS, afin d’évaluer ses effets sur la prolifération, la différenciation et l’organisation corticale. son impact sur la neurogenèse et l’organisation corticale.
Dans un second axe, un criblage pharmacologique à haut débit sera réalisé pour identifier des inhibiteurs capables de bloquer la migration radio-induite des cellules souches tumorales de glioblastome.
Les résultats attendus permettront de mieux comprendre le rôle de JMY dans le cerveau humain et de proposer de nouvelles stratégies visant à limiter les récidives du glioblastome après radiothérapie.
Roles de la cohésine dans la stabilité du génome
La cohésine, un complexe protéique en forme d'anneau, est essentielle à la stabilité du génome, à l'expression des gènes, à la cohésion des chromatides soeurs et la réparation de l'ADN. Elle forme des boucles intrachromosomiques pendant l'interphase, contribuant à l'organisation de la chromatine en rapprochant enhancers et promoteurs. La cohésine maintient également la cohésion des chromatides soeurs pendant la réplication de l'ADN et est impliquée dans la réparation des cassures double brin (DSB). En réponse aux dommages à l'ADN, la cohésine se lie aux DSB et renforce la cohésion induite par les cassures (DI-cohésion). De plus, nos travaux récents ont montré que la cohésine lie les extrémités des DSB sous forme d'oligomères (Phipps et al., 2025).
Ce projet de recherche s’inscrit dans le cadre d’un projet ANR qui explorera comment les dommages à l'ADN influencent les rôles de la cohésine dans la stabilité du génome. L’hypothèse centrale est que ces dommages activent des populations distinctes de cohésine avec des fonctions spécifiques, essentielles pour l’intégrité du génome. En utilisant Saccharomyces cerevisiae comme modèle, le projet vise trois objectifs : analyser l'impact des dommages sur la composition de la cohésine, étudier son oligomérisation dans l'attachement des DSB, et identifier les populations de cohésine impliquées dans la DI-cohésion.
La méthodologie combine approches biochimiques, génétiques et génomiques. Les tâches clés incluent l’identification de nouveaux interacteurs de la cohésine, l’étude des complexes dans des mutants spécifiques, et l’analyse des modifications post-traductionnelles.
Ce projet fournira une compréhension approfondie des multiples rôles multiples de la cohésine dans la stabilité du génome, au-delà de sa fonction classique de cohésion des chromatides soeurs.
Développement d’anticorps monoclonaux pour le diagnostic et le traitement des infections à Klebsiella pneumoniae hypervirulentes
Nous observons depuis quelques années l’émergence de souches de Klebsiella pneumoniae hyper-virulentes (hvKp) devenues très résistantes aux antibioques. Dans un contexte de raréfaction des options antibiotiques, les anticorps (Ac) monoclonaux dirigés contre des antigènes capsulaires bien conservés de ses souches d’HvKp apparaissent comme une alternative thérapeutique prometteuse.
Ce projet de thèse s’articule autour de trois objectifs complémentaires :
1. Décrire la circulation des clones de hvKp par analyse génomique comparative des souches collectées via le Centre National de Référence de la Résistance aux Antibiotiques et via une collaboration internationale.
2. Produire et caractériser des Ac monoclonaux dirigés contre la capsule de HvKp.
3. Développer un outil de détection rapide basé sur l’analyse des profils MALDI-TOF couplée à des algorithmes de machine learning.
Biothérapie acellulaire aux propriétés immunomodulatrices optimisées pour la prévention des lésions d'organe en contexte traumatique
Les traumatismes graves causent chaque année plus de 5,8 millions de décès dans le monde, souvent associés à des hémorragies massives et à des défaillances multiviscérales (˜33 % des cas). La rhabdomyolyse, fréquente chez ces patients, résulte de la destruction des cellules musculaires et entraîne la libération de leur contenu dans la circulation. Cette complication favorise l’insuffisance rénale aiguë et la dysfonction hépatique. Actuellement, aucun traitement spécifique n’existe; la prise en charge reste essentiellement symptomatique. Les cellules stromales mésenchymateuses (CSM) sont largement utilisées pour leurs propriétés immunomodulatrices et régénératrices. Des études précliniques ont montré que des CSM préconditionnées par l’IL-1ß peuvent prévenir les lésions rénales et hépatiques ainsi que réduire la perméabilité vasculaire après un choc hémorragique. Leur efficacité repose sur la sécrétion de facteurs solubles et de vésicules extracellulaires, appelés produits acellulaires. Une méthode de production à grande échelle et de qualité clinique de ces produits, basée sur la filtration à flux tangentiel, a été développée. Ces produits présentent une activité immunomodulatrice et un effet hépato-protecteur démontré expérimentalement. Prêts à l’emploi et faciles à stocker, ils représentent une alternative prometteuse aux thérapies cellulaires dans les contextes d’urgence. L’objectif de la thèse est d’optimiser les propriétés immunomodulatrices et anti-inflammatoires de ces produits acellulaires en favorisant l’expression de deux molécules clés de tolérance immunitaires PDL1 et HLA-G. Nous évaluerons les interactions entre les produits ainsi optimisés et différentes cibles immunitaires in vitro, puis in vivo dans un modèle de choc hémorragique traumatique déjà mis en place (modèle rat).
Influence du cytomégalovirus sur les réponses immunitaires tissulaires chez le primate non humain (INCYTISS)
La plupart des travaux en immunité anti-infectieuse visent à caractériser les réponses dirigées contre les pathogènes et à identifier les leviers permettant leur optimisation. Il est désormais essentiel d’intégrer la variabilité interindividuelle liée à l’âge, au sexe, au statut métabolique et à l’historique infectieux, qui influence fortement ces réponses.
L’expertise d’IDMIT en modélisation préclinique des infections virales offre un cadre privilégié pour explorer ces déterminants. L’infection par le cytomégalovirus (CMV) constitue un modèle pertinent en raison de sa prévalence élevée, de ses effets contrastés selon l’âge et de son lien avec le vieillissement immunitaire. Si les données épidémiologiques indiquent que la séroprévalence du CMV influence la réponse à d’autres infections ou à la vaccination, les mécanismes sous-jacents restent mal élucidés. Nous faisons l’hypothèse d’effets hétérogènes liés à la diversité des interactions hôte–virus selon les sites de persistance.
Ce projet vise à caractériser, chez le primate non humain, les réponses immunitaires anti-CMV dans le sang et les tissus, chez des individus jeunes et âgés, puis au cours d’une infection chronique par le SIV. L’objectif est d’évaluer (i) les différences de dissémination et de réponse immunitaire selon l’âge, (ii) la valeur prédictive des marqueurs sanguins vis-à-vis des paramètres tissulaires, et (iii) les interactions entre infections CMV et SIV.
Ces travaux contribueront à orienter le développement de stratégies vaccinales ciblant les effets délétères du CMV et la modulation tissulaire des réponses immunitaires.
Origines et évolution des protéines de type prion (PrLP) chez les eucaryotes
Initialement associées aux maladies neurodégénératives, les protéines de type prion (PrLP) sont aujourd’hui reconnues comme des acteurs physiologiques majeurs de la plasticité cellulaire et de la réponse au stress. Ces protéines possèdent souvent un domaine intrinsèquement désordonné riche en glutamine et asparagine, dit prion-like domain (PrLD), capable de basculer entre états solubles, condensés ou amyloïdes. Des exemples emblématiques incluent CPEB chez l’Aplysie, impliquée dans la mémoire synaptique, MAVS dans la réponse antivirale, MED15 et FUS dans la régulation transcriptionnelle et la dynamique des condensats nucléocytoplasmiques, ou encore ELF3 chez les plantes, dont la polymérisation amyloïde contrôle la floraison et la photopériode. Chez les champignons, les protéines Sup35, Ure2p et HET-s constituent des modèles expérimentaux de prions fonctionnels, montrant que l’agrégation réversible peut servir de mécanisme de régulation ou d’adaptation. Ces transitions conformationnelles sont désormais perçues comme des réponses adaptatives, et non comme des dérives pathologiques. Cette thèse vise à retracer l’origine et la diversification des protéines de type prion à l’échelle des eucaryotes, en testant l’hypothèse selon laquelle les grandes crises paléoclimatiques ont favorisé l’apparition et la duplication de gènes codant des domaines PrLD via l’expansion de microsatellites et l’activité des éléments transposables. Le projet combinera analyses phylogénomiques, détection de domaines PrLD et modélisation des pressions de sélection, afin de cartographier les grandes étapes de l’évolution fonctionnelle des PrLP et leur lien avec la tolérance au stress.
Combinaison des radiations ionisantes et de molécules radio-sensibilisantes dans des modèles de cancer du sein
Le programme proposé vise à évaluer l'efficacité de molécules améliorant les effets de la radiothérapie, dans des modèles de cancer du sein. Des inhibiteurs de la voie du Base Excision Repair feront l'objet d'un test d'efficacité de radiopotentialisation dans les modèles in vitro et in vivo complémentaires.
Les inhibiteurs pressentis font déjà l’objet de recherches in vitro, au sein du laboratoire et chez des collaborateurs. Nous avons montré que l’inhibition des mécanismes étudiés permet une diminution de la réparation des cassures de l’ADN suivant un stress génotoxique. Durant ce projet, nous évaluerons les effets des inhibiteurs sur les réparations des dommages à l’ADN induits par les irradiations de différents types (conventionnelle, ultra haut débit de dose, voire débit de dose extrême), ainsi que les mécanismes associés.
Une variabilité de réponse aux combinaisons thérapeutiques est très fréquemment observée lors du passage des modèles in vitro aux modèles in vivo. Ainsi nous évaluerons les inhibiteurs d’une part sur des modèles de lignées cellulaires bien caractérisés au laboratoire, et correspondant à différents sous-types de cancer du sein. D’autre part, les études seront complétées par une validation des effets relevés in vitro sur un modèle murin de cancer du sein. Ce modèle de xénogreffes, développé dans des animaux immunocompétents, permet un suivi clinique, histologique, et immunitaire des animaux et de leurs tumeurs afin de confirmer l'intérêt des molécules pour une application thérapeutique en appui à la radiothérapie.
Ce programme bénéficiera des collaborations du laboratoire avec des physiciens et des chimistes, et des installations expérimentales et plateformes de l'IRCM (irradiation, expérimentation animale, microscopie, cytométrie, etc...)
Etude des mécanismes d'action permettant l'induction d'une protection à long terme par la vaccination contre les maladies infectieuses chez l'homme
Le projet a pour objectif d'étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires qui permettent l'induction d'une protection à long terme par les vaccins. Dans les modèles précliniques, il s'agira d'étudier la réponse précoce (heures et jours) de l'hôte après injection de vaccin et d'identifier les paramètres qui corrèlent avec la persistance à long terme (supérieure à 12 mois)des anticorps neutralisants et des cellules T et B mémoires spécifiques des antigènes vaccinaux. Un attention particulière sera portée au rôle de la persistance des antigènes vaccinaux dans l'organisme. L'approche impliquera la mise en œuvre de technologies omiques multiples à partir de différents compartiments cellules d'animaux vaccinés par le vaccin contre la fièvre jaune (Stamaril) et d'en déduire les marqueurs clés pouvant informer le développement de vaccins de nouvelle génération contre les poxvirus.
Dynamique des protéines associées aux filaments nucléoprotéiques Rad51 - Implication dans la régulation de la recombinaison homologue
La recombinaison homologue (RH) est un mécanisme majeur de réparation des cassures double-brin de l'ADN induites par les radiations ionisantes. Une étape clé de la RH est la formation de filaments nucléoprotéique Rad51 sur l'ADN simple brin généré par ces cassures. Nous avons été les premiers a montré chez la levure qu'un contrôle strict de ces filaments est essentiel afin que la RH n'induise pas elle-même de réarrangements chromosomiques (eLife 2018, Cells 2021, Nat. Commun. 2025). Chez l'homme, les homologues fonctionnels des protéines de contrôle sont des suppresseurs de tumeurs. Ainsi, le contrôle de la RH semble être aussi important que le mécanisme de la RH lui-même. Notre projet implique l'utilisation de nouveaux outils moléculaires permettant une percée dans l'étude de ces contrôles. Nous utiliserons une version fonctionnelle fluorescente de la protéine Rad51 développée pour la première fois par nos collaborateurs A. Taddei (Institut Curie), R. Guérois et F. Ochsenbein (I2BC, Joliot, CEA). Cette avancée majeure nous permettra d'observer l'influence des protéines de contrôle sur la réparation de l'ADN par microscopie dans des cellules vivantes. Nous avons également développé des modèles structuraux très précis des complexes de protéines de contrôle en association avec les filaments Rad51. Nous recourrons à une approche multidisciplinaire basée sur la génétique, la biologie moléculaire, la microscopie, la biochimie et la structure des protéines, pour comprendre la fonction des régulateurs de la formation des filaments Rad51. La description de l’organisation de ces protéines avec les filaments Rad51 nous permettra de développer de nouvelles approches thérapeutiques.
Thérapie médicamenteuse pour la prise en charge des syndromes hématopoïétique et gastro-intestinal radio-induits
La technologie nucléaire est largement utilisée dans l'industrie, l'armée et la médecine (diagnostic, radiothérapie ou conditionnement pour transplantation). Les circonstances dans lesquelles se produit une irradiation à haute dose peuvent entraîner un nombre considérable de blessures et de décès en absence d'intervention thérapeutique. Il peut s'agir de terrorisme, d'accidents par dysfonctionnement de réacteurs nucléaires ou d'accidents de radiothérapie avec surdosage de rayonnements ionisants (RI). Il existe également des cas médicaux d'irradiation à forte dose dans le but de conditionner le patient à la transplantation pour traiter certaines maladies (l’aplasie médullaire acquise, la leucémie aiguë myéloblastique (LAM) ou l'anémie aplastique héréditaire).
L'exposition à des niveaux élevés de rayonnement peut rapidement entraîner un syndrome d'irradiation aiguë (SIA) affectant principalement les tissus hématologiques (sang, moelle osseuse) et gastro-intestinaux dans les heures, les jours et les semaines qui suivent.
Le syndrome hématopoïétique (SH) est une composante majeure du SIA. Il se développe après une irradiation corporelle totale (TBI) à des doses > 1 Gy et se caractérise par une destruction partielle ou totale des cellules souches de la moelle osseuse et de son environnement. La prise en charge thérapeutique du SH repose sur des traitements médicaux par des facteurs de croissance pour stimuler une hématopoïèse résiduelle, mais ceux-ci peuvent s'avérer inefficaces en cas d'atteinte sévère de la moelle osseuse. La greffe de cellules souches hématopoïétiques est alors le meilleur traitement, mais elle est invasive, pas toujours réalisable faute de donneurs et son taux de réussite reste extrêmement faible en raison notamment d'effets secondaires sévères (risque de maladie du greffon contre l'hôte).
Le syndrome gastro-intestinal (SGI) quant à lui se développe après une dose > 10 Gy (corps entier ou localisée). Il se caractérise par une perte de poids, des diarrhées et une susceptibilité accrue à développer une infection bactérienne conduisant à une septicémie. Le décès survient alors dans les 5 à 12 jours post-irradiation. La prise en charge actuelle repose uniquement sur des traitements symptomatiques (antibiotiques, anti-diarrhéiques, antiémétiques).
Il est donc essentiel de développer de nouvelles méthodes thérapeutiques pour traiter les patients fortement irradiés le plus rapidement possible après l'exposition aux radiations et avec un minimum d'effets secondaires.
Dans ce projet, nous proposons de développer, par le biais de collaborations industrielles et cliniques, de nouvelles thérapies médicamenteuses par l’administration de molécules spécifiques à tester afin d'améliorer la récupération hématopoïétique et/ou intestinale après irradiation.