La plupart des méthodes d’étude en biologie cellulaire sont des analyses « instantanées » qui sont effectuées à un temps « t ». Ouvrir la « boîte noire » pourrait ainsi résumer les expériences mises en oeuvre sur la plateforme ImpedanCELL afin d’accéder à l’intégralité des données de la réponse biologique. ImpedanCELL dispose d’un savoir-faire, d’équipements et de compétences uniques en Europe pour analyser l’activité cellulaire en temps réel et à haut débit. Rencontre avec Christophe Denoyelle et Stéphane Pronost, responsables scientifiques des deux sites de la plateforme ImpedanCELL, respectivement au Centre de lutte contre le cancer François Baclesse et à LABÉO.
Que propose la plateforme ImpedanCELL ?
ImpedanCELL est une plateforme originale qui étudie l’activité cellulaire en temps réel, sans équivalent à l’échelle européenne de par son niveau d’équipement et la diversité des questions étudiées. Elle dispose de technologies innovantes pour suivre la dynamique cellulaire en continu et sans aucun marquage. Elle est propice au déploiement de projets pluridisciplinaires d’envergure et les possibilités d’analyses sont multiples. Elle met son expertise et son savoir-faire à disposition de tout partenaire académique ou industriel, en proposant tout ou partie des analyses, en collaboration ou en prestation, en fonction des demandes des utilisateurs. Elle intervient également dans la formation commune de base des cursus scientifique et médical pour sensibiliser les étudiants et la communauté scientifique à l’utilisation de ces nouvelles technologies.
Quelles sont les technologies innovantes mises à disposition sur la plateforme ?
ImpedanCELL propose deux types de technologies, la mesure d’impédance (xCELLigence®) et l’imagerie cellulaire en temps réel (IncuCyte® S3). La mesure d’impédance, réalisée sur plusieurs jours, toutes les 30 secondes à 15 minutes en fonction de l’expérimentation, couplée à l’observation morphologique, permet de caractériser avec une grande précision aussi bien les événements précoces que tardifs de la réponse cellulaire. Ces paramètres sont par exemple utiles en oncologie pour évaluer l’efficacité d’un traitement sur des cellules cancéreuses au cours du temps mais également en microbiologie, pour vérifier l’efficacité de traitements antiviraux sur des cellules humaines ou animales, ou bien encore d’antibiotiques sur des biofilms bactériens. ImpedanCELL est également dotée de systèmes d’imagerie cellulaire en temps réel pour visualiser les cellules en contraste de phase ou en fluorescence, permettant ainsi d’apporter des preuves supplémentaires de l’efficacité d’une approche.
Quels sont les champs d’application possibles ? Vous avez notamment mentionné la cancérologie ?
Le site CLCC Baclesse d’ImpedanCELL (bât. Recherche), est au service des unités de recherche pour répondre à leurs besoins dans des domaines aussi variés que l’oncologie, la physiologie, les neurosciences, la biologie marine etc. Par exemple, en collaboration avec l’UMR 1086 ANTICIPE et les équipes de chimie de Caen (CERMN) et de Rennes (Institut des sciences chimiques), près de 2 000 molécules issues de diverses chimiothèques ont été criblées grâce à la technologie xCELLigence®. Ces travaux ont permis d’identifier des molécules capables de provoquer la mort des cellules cancéreuses ovariennes chimiorésistantes, qui pour certaines ont fait l’objet d’un dépôt de brevet international et d’un processus de maturation soutenu par Normandie Valorisation. ImpedanCELL s’est récemment dotée de modules d’imagerie qui permettent d’étudier la viabilité et la mort cellulaire de modèles 3D : elle accompagne ainsi de façon complémentaire le développement de la plateforme ORGAPRED, dédiée à la production d’organoïdes tumoraux à visée prédictive et de recherche (voir article sur ORGAPRED le lien à ajouter).
& côté virologie ?
ImpedanCELL est présente sur un second site à LABÉO et les équipements sont déployés sur la plateforme Normandie Équine Vallée à Saint-Contest. L’accès à un espace de confinement L2 permet de répondre à des demandes complémentaires pour travailler sur des pathogènes des chevaux et de réaliser toutes les activités liées à la virologie et à la bactériologie. ImpedanCELL a récemment été utilisée dans le cadre d’une thèse en santé équine, sur le développement d’un traitement contre l’herpèsvirus équin 1. Près de 3 000 molécules ont été criblées grâce à la technologie xCELLigence® ! Ces recherches ont fait l’objet de publications récentes qui ont permis d’identifier in vitro des molécules efficaces contre ce virus responsable de graves infections chez le cheval (voir article sur la thèse de Côme Thieulent p.5). La plateforme a également accueilli une équipe de l’École nationale vétérinaire de Nantes (ONIRIS), pour des recherches sur des virus respiratoires chez le porc (voir témoignage de François Meurens p.4).
ImpedanCELL est pré-labellisée IBISA. Quels sont les changements & les perspectives ?
Le label IBISA, pour « Infrastructure en biologie, santé & agronomie », est la reconnaissance d’une expertise technique et scientifique, mais aussi une garantie de la qualité de nos prestations, et offre une plus grande visibilité nationale. ImpedanCELL s’est progressivement développée grâce à l’accompagnement de l’Europe, de l’État, de la Région Normandie et au soutien fort de nos tutelles qui nous ont permis d’acquérir des équipements de dernière génération. La création d’un poste statutaire d’ingénieur de recherche a également constitué un élément majeur pour obtenir ce label d’excellence. Désormais, les objectifs de la plateforme ImpedanCELL sont de maintenir un niveau d’excellence et de référence sur cette technologie au service des équipes de recherche normandes en particulier, d’étendre ses services à de nouvelles disciplines comme la cardiologie et l’immunologie, et de poursuivre l’augmentation de la visibilité et de l’attractivité de la plateforme au travers de nouveaux partenariats.
Ces techniques ont généré des résultats rapides & efficaces
« Vétérinaire de formation, je suis aujourd’hui enseignant-chercheur au sein d’une unité de recherche dédiée à la santé animale. Je travaille actuellement sur les virus respiratoires chez le porc, et notamment sur les co-infections virales : il existe en effet encore beaucoup d’incertitudes sur la façon dont les virus interagissent entre eux au sein d’un même hôte. En laboratoire, la méthode consiste traditionnellement à mettre des cellules en culture, les infecter et à les observer au microscope à intervalles réguliers. Mais il est difficile d’observer finement les effets de virus sur les cellules, et d’obtenir des mesures fiables et précises. C’est dans ce cadre que je me suis rapproché de la plateforme ImpedanCELL au printemps 2020 pour mettre en place une collaboration. L’un de mes étudiants en thèse, Georges Saade, a été accueilli sur place pour mettre au point les expériences sur deux virus respiratoires : le virus de la grippe et le virus responsable du SRDP, ou plus exactement du « syndrome dysgénésique et respiratoire du porc », malheureusement très fréquent dans les élevages porcins à travers le monde. La plateforme dispose des niveaux de biosécurité nécessaires pour travailler sur nos virus en toute sécurité. Nous avons obtenu un nombre conséquent de mesures, avec un suivi très net de nos cellules. Les deux approches combinées de microscopie en temps réel et de mesure de l’impédance ont généré des résultats rapides et efficaces, permettant de mesurer précisément les réactions des cellules face à nos deux virus. La plateforme a été très disponible et réactive : ces résultats ont pu être publiés dès septembre 2020 dans un journal d’immunologie, Vaccines. Je ferai sans nul doute appel à la plateforme à l’avenir pour de nouvelles collaborations. On comprend d’ailleurs aisément l’intérêt de telles technologies dans le contexte pandémique actuel, à l’heure où la recherche de traitements antiviraux s’accélère. »
Chiffres clés
1 plateforme unique en Europe
1 ingénieure de recherche UNICAEN dédiée
2 sites complémentaires (CLCC François Baclesse & LABÉO)
30 projets partenaires chaque année (académiques, privés, France & étranger)
