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Introduction équipe

SyNaBi réalise des recherches fondamentales et appliquées sur les nanobiotechnologies et les systèmes membranaires biomimétiques en utilisant la bioinspiration: l’observation et l’imitation de la nature et de la biologie pour une meilleure ingénierie de la santé.

Thématiques

L‘équipe est née à la fin 2011 d‘une nouvelle thématique de l’équipe GMCAO visant à produire de l’énergie électrique par le corps humain pour alimenter la future génération de robots implantables. A partir de ce thème, SyNaBi a rapidement élargi ses compétences en développant des dispositifs médicaux implantables capables d'interagir avec le corps : biopiles, biocapteurs, réacteur intestinal. Nous caractérisons ces systèmes à différentes échelles, de leur nanostructure à leur comportement in vivo sur de longues périodes. Nous concevons également sur ces principes des dispositifs médicaux à visée diagnostic et haut débit.

L’équipe SyNaBi est pluridisciplinaire et utilise les compétences combinées des membres de l’équipe dans différents domaines:

  • La bio-ingénierie des membranes biomimétiques et des polymères biocompatibles, 
  • La biophysique et la modélisation,
  • La biologie moléculaire et cellulaire, 
  • La bio-électrochimie, l'électrophysiologie et de la biochimie.
Axes de recherche

Biopiles et biocapteurs implantables:

Deux voies ont été suivies pour créer une biopile bioinspirée: les biopiles enzymatiques génèrent un courant électrique à partir de mécanismes d'oxydo-réduction. Les biopiles à base de membranes biomimétiques génèrent un potentiel électrique à partir du transfert d’ions au travers une membrane biomimétique. Les biopiles enzymatiques, qui utilisent par exemple le glucose et l’oxygène, sont théoriquement capables de fonctionner indéfiniment car ces substrats sont toujours présents dans l’organisme. Cependant, la biocompatibilité et la performance à long terme de ces biopiles restent des verrous pour leur mise en œuvre chez l’homme. Nous travaillons sur la conception et l’implantation de nouvelles biopiles enzymatiques chez différents modèles animaux. Leur implantation constitue un véritable défi technologique et nous amenons des solutions guidées par la physiologie en abordant les problèmes de biocompatibilité mais aussi de techniques de mesure électrique. Nous sommes maintenant capables d’implanter ces biopiles chez de gros animaux en analysant en temps réel les performances de la biopile implantée.

Nous développons également le concept de biopile à base de membranes biomimétiques. Il s’agit d’une biopile mettant en œuvre des protéines de transport (par exemple des canaux ioniques) insérées dans des membranes biomimétiques. Nous avons démontré la faisabilité de la transformation d’un gradient de NaCl en gradient de protons. Nous avons aussi réussi à générer une différence de potentiel de 20 millivolts avec une membrane plane de 38 mm². Cette membrane biomimétique, contenant l’échangeur sodium/proton NhaA, est stable pendant plus de 15 jours.

 L’utilisation d’enzymes immobilisées ou l’incorporation de protéines dans des membranes biomimétiques permet également d'imaginer et développer toute une gamme de biocapteurs, en bénéficiant de la miniaturisation rendue possible grâce aux nanotechnologies.

Autres dispositifs implantables:

Nous concevons un dispositif médical innovant capable de modifier le microbiote intestinal impliqué dans de nombreuses pathologies (obésité morbide, diabète, maladies inflammatoires chroniques, maladie de Parkinson,...). Nous optimisons un réacteur intestinal capable de consommer des nutriments, de modifier les conditions physico-chimiques auxquelles le microbiote est sensible et de produire des molécules d’intérêt. Ce réacteur ainsi qu'un procédé de recueil étagé du microbiote sont en phase de tests in vivo. Ces Deux projets sont en phase de maturation à la SATT Linksium (Société d'Accélération du Transfert de Technologies).

Dispositifs de diagnostic et de criblage haut débit:

Nous développons ces systèmes en nous basant sur les concepts de “biomimétique”. Ce concept a été introduit pour la première fois par Otto Schmidt en 1969 lors d’une présentation au 3ème congrès international de biophysique à Boston. Les processus de fabrication par une approche biomimétique, venues du domaine des nanobiotechnologies, s’inspirent de l’auto-assemblage des systèmes naturels. Le projet UroLOC en collaboration avec des scientifiques du CEA et du CNRS, s’inscrit dans cette démarche : Il vise à créer un échafaudage tridimensionnel nanostructuré en polyélectrolyte connecté à une puce microfluidique permettant l’analyse du microenvironnement de cellules cancéreuses prostatiques et d’identifier de nouveaux biomarqueurs pour le cancer de la prostate.

Ces recherches fondamentales ont déjà donné lieu à 2 brevets et 3 publications dont une dans la revue Biomaterials : Nous y démontrons qu’un film de polyélectrolyte chargé positivement de quelques nanomètres d’épaisseur réduit le regroupement et la prolifération des cellules cancéreuses de prostate.

Sur la base de ces données fondamentales, nous travaillons actuellement sur le développement de dispositifs de diagnostic pour la médecine personnalisée et le criblage haut débit.

Programmes de recherche
Programmes de recherche

    Financements Actuels

    • ANR - projet BIOWATTS
    • ANR - projet IMABIC
    • SATT - projet BIOPILE
    • SATT - projet MICROBIOTE SAMPLER
    • SATT - projet MODULATEUR MICROBIOTE
    • Ligue Contre le Cancer - projet VE-Cadherin  / phospholipids
    • ValoGRAL - projet UroLOC

    Financements 2011-2016

    • Investissement d’Avenir - projet IBFC 
    • ANR - projet BROCOLI
    • ANR - projet M-GBFC
    • Horizon 2020 - projet UroLOC (liste complémentaire)
    • AGIR-UGA - projet MEKANO

     

    Détails des contrats et projets de recherche :

    Subvention LIGUE

    Responsable(s) : Donald MARTIN
    Contrat : LA LIGUE CONTRE LA CANCER Isère - CNRS - [2017-2018]
    Nanobiotechnology utilized in the search for better understanding of interactions between cancer biomarkers et lipoproteins.

    Projet pré-maturation start-up BIOPILE

    Utiliser l’énergie de l’organisme
    Responsable(s) : Philippe CINQUIN
    Contrat : SATT Linksium, Technology transfer and startup building Grenoble Alpes - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2015-2017]
    Nous avons conçu une biopile enzymatique à glucose implantable, originale par son mode de fabrication et sa biocompatibité.

    ARC RÉGION

    Responsable(s) : Don MARTIN
    Contrat : Région Auvergne-Rhône-Alpes, ARC 2016 ANNEE 1 - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2017-2018]
    Fabrication et optimisation d'un biocathode.

    Projet MICROBIOTA

    Responsable(s) : Donald MARTIN
    Contrat : SATT Linksium, Technology transfer and startup building Grenoble Alpes - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2017-2018]
    Démontrer in vivo chez l'homme la faisabilité d'un concept innovant de dispositif médical capable de recueillir le microbiote de l'intestin grêle.

    LIGUE

    Responsable(s) : Donald MARTIN
    Contrat : LA LIGUE CONTRE LA CANCER Isère - CNRS - [2017-2018]

    Projet IMABIC

    Responsable(s) : Abdelkader ZEBDA
    Contrat : AGENCE NATIONALE DE LA RECHERCHE (ANR-16-CE19-0007) - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2016-2021]
    Biopiles abiotiques implantables.

    Projet bioWATTS

    Exploration de concepts en rupture
    Responsable(s) : Donald MARTIN
    Contrat : AGENCE NATIONALE DE LA RECHERCHE (ANR-15-CE05-0003) - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2015-2019]
    Membranes biomimétiques produisant de l'énergie biologiquement inspirée.

    Projet BIOPILE

    Responsable(s) : Philippe CINQUIN
    Contrat : SATT Linksium, Technology transfer and startup building Grenoble Alpes - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2015-2017]
    Projet pré-maturation d'une start-up sur la biopile.

    Projet TAENIA artificiel

    Responsable(s) : Philippe CINQUIN
    Contrat : Convention de reversement CNRS - UNIVERSITE GRENOBLE ALPES - [2015-2017]
    Intégration dans le projet TAENIA d'un collaborateur assistant biologiste pour toute la partie expérimentation.
    Membres
    Introduction membres

    Tous les membres de notre équipe :

    Responsable(s)

    Permanents

    Autres

    Doctorants

    Anciens membres de l'equipe

    • Jacques Thelu (CR1 CNRS)
    • Barry Stidder (Post-doc)
    • Lavinia Liguori (Post-doc)
    • Landry Gayet (Post-doc)
    • Sarra El Ichi (Post-doc)
    • Geraldine Penven (Doctorante)
    • Thomas Soranzo (Post-doc)

     

    Thèses

    Les thèses en cours dans notre équipe :

    Collaborations & Partenariats

    Collaborations nationales

    • Sur le site grenoblois :
      • CEA (iSTRV/BGE, LETI, INAC)
      • ILL (Institut Laue Langevin)
      • LGP2
      • LRB
    • A l'échelon national :
      • Université de Clermont Ferrand
      • ICBMS Lyon
      • Creancey
      • Paris HEGP

    Collaborations internationales

    University of East Anglia, Norwich Medical School (U.K.). MESA+ Institute for Nanotechnology. University of Twente (The Netherlands). Tyndall National Institute (Ireland), University of Turku (Finland). University of Melbourne (Australia)

    Collaborations industrielles

    • En France : Synthelis SAS, Sorin Group, Biopic SAS. ST Microelectronics, Groupe Absiskey - Vitamib, 
    • A l’international : Creamedix GmbH (Allemagne), Mosaiques Diagnostics GmbH (Allemagne),0stendum R&D b.v. (Pays-BAS), Seagull Technologies Pty Ltd (Australie), SDX Tethered Membrancs Pty Ltd (Australie)

     

    Enseignements-Formations

    Jean-Pierre Alcaraz

    • intervient dans le module BIO4111 de Master1 "Démarche expérimentale en Biologie".

    Donald Martin

    • responsable de l'UE MCMB7U00 "Outils Moléculaires en Santé" de M1 Ingénierie pour la Santé /Science et Management des Biotechnologies (SMB)
    • responsable de l'UE MCXA0008 UE "Micro and Nanotechnologies for Health" de Master 2 ISM
    • intervient dans l'UE ‟Biosensors and high throughput analysisˮ - 5PMBBTA7 Grenoble INP Phelma

    Philippe Cinquin

    • Mathématiques en PACES (Grenoble)
    • Biostatistiques en PACES (Grenoble)
    • GMCAO  Master Informatique Bio Médicale (Paris)

    Contact

    Adresse : Faculté de Médecine de Grenoble, Pavillon Taillefer, 38706 La Tronche