Naissance de TrEE
L’équipe TrEE (Translational microbiology, Evolution and Engineering) résulte de la fusion des deux équipes du laboratoire TIMC, GEM (Génomique et Évolution Microbienne) et TheREX (Thérapeutique Recombinante Expérimentale). L’équipe GEM étudie depuis plusieurs années, les bases génomiques et écologiques de l’évolution des bactéries, et l’équipe TheREx, les interactions entre les microorganismes et leur hôte dans différentes situations pathologiques. La fusion des deux équipes, plutôt qu’une simple addition de chercheurs, permet une synergie entre approches fondamentales des processus évolutifs et adaptatifs et étudie l’interface homme-microbe en santé. Nous nous situons dans le champ de la microbiologie et des biotechnologies pour la santé en proposant un continuum entre recherche fondamentale et translationnelle dans un objectif d’innovation diagnostique et/ou thérapeutique. L’équipe est co-dirigée par le Pr Dominique Schneider et le Pr Bertrand Toussaint.
Nous nous intéressons aux mécanismes évolutifs permettant l’adaptation des microorganismes (bactéries, archées, levures) à leur environnement, de milieux de culture in vitro à leurs hôtes eucaryotes dont l’être humain. Nous abordons des axes de recherche variés tels que les liens entre structure et expression du chromosome bactérien, les mécanismes d'acquisition de résistance ou l'organisation fonctionnelle des populations microbiennes complexes et du microbiote. Nous abordons ces axes de recherche par des approches interdisciplinaires combinant biologie des systèmes, biologie de synthèse, évolution expérimentale (in vivo, in silico), biochimie, biologie cellulaire, génétique, génomique, métagénomique, phylogénomique, métabolomique, immunologie, bioinformatique, biophysique, statistiques, médecine.
L'équipe TrEE abrite et étudie la plus longue expérience d'évolution en cours dans le monde, appelée LTEE pour Long-Term Evolution Experiment, initiée par le Professeur Richard Lenski (Michigan State University, USA) en 1988. L'équipe TrEE coordonne également un laboratoire international, financé par le CNRS, qui regroupe les laboratoires du Professeur Richard Lenski et du Professeur Guillaume Beslon (INRIA, Lyon, France)
Cette forte interdisciplinarité permets à notre équipe d’appréhender la dynamique des interactions au sein du monde vivant à tous les niveaux : à l’intérieur d’une cellule (entre mutations au sein d’un génome, entre gènes, entre gènes et protéines et métabolites, entre structure et expression du génome), entre cellules au sein d’une population, entre populations au sein de communautés microbiennes, et entre populations microbiennes et leurs hôtes.
La combinaison des axes de recherche fondamentaux, (bio)technologiques et translationnels ouvre la voie à des innovations diagnostiques et/ou thérapeutiques en infectiologie et dans le champ plus vaste des interactions microbiote/hôte.
Axe 1 : Évolution et ingénierie du métabolisme
Responsables : Dr. Audrey le Gouellec & Dr. Fabien Pierrel
L’axe « évolution et ingénierie du métabolisme » rassemble cliniciens et chercheurs qui décryptent l’évolution du métabolisme des micro-organismes en lien avec son environnement et conçoivent des microbes ingénierés intelligents répondant à des problématiques de santé. Le métabolisme se définit comme l'ensemble des réactions chimiques nécessaires à une espèce pour survivre, se développer, se reproduire et interagir avec son milieu. La colonisation de niches écologiques extrêmement diverses par les microorganismes s’explique en particulier par la versatilité et les capacités d’adaptation de leurs métabolismes. Au laboratoire, nous étudions les évolutions métaboliques à différentes échelles de temps et d’espèces en combinant des approches expérimentales et bio-informatiques. Nous avons accès à la plateforme de spectrométrie de masse haute résolution « Grenoble Expertise in Metabolomics » (GExiM), dont les responsables scientifiques sont membres de l’équipe du laboratoire et de l’axe en particulier. Entre autres projets de recherche, nous étudions notamment l’évolution du métabolisme de souches de Pseudomonas aeruginosa chez des patients atteints de mucoviscidose sur plusieurs années en lien avec leur virulence, résistance aux antibiotiques et donc leur pathogénicté. Nous nous intéressons également aux quinones isoprénoides qui jouent un rôle central dans le métabolisme énergétique des bactéries. Nous étudions la biochimie des voies de biosynthèse des quinones, leurs contributions physiologiques dans des bactéries modèles dont certaines pathogènes, et leur évolution dans les phyla bactériens au cours des 2 derniers milliards d’années. Fort de ces connaissances, nous réalisons de l’ingénierie ciblée par biologie de synthèse pour obtenir des biomédicaments vivants recombinants (ou Live biotherapeutic product) que nous testons dans des modèles animaux de maladie inflammatoires ou des modèles infectieux. L’axe « évolution et ingénierie du métabolisme » est également enrichi par plusieurs projets de l’équipe TrEE ancrés dans d’autres axes, tels que la diversification adaptative dans la « Long Term Evolution Experiment» (LTEE) et la décomposition des réseaux métaboliques en unités adaptatives (axe 3), les adaptations en réponse aux antifongiques (axe 4).
Axe 2 : Évolution et ingénierie du microbiote
Responsables : Prof. Antonia Suau-Pernet & Dr. Dalil Hannani
Nous étudions l’impact du microbiote intestinal sur l’hôte, en particulier sur son système immunitaire, en situation normale et pathologique (réponse à la vaccination, cancer, auto-immunité, infections aigües ou chroniques). Pour cela, nous étudions la composition du microbiote (séquençage 16S ou métagénome) et sa fonction (analyses métabolomiques) en parallèle du statut immunitaire de l’hôte (immunité intestinale et systémique).
Nous développons de nombreuses stratégies de manipulation et optimisation contrôlées du microbiote intestinal, notamment par prébiotique, probiotique et bactéries ingéniérées sur des voies métaboliques d’intérêt. Ces stratégies visent à augmenter l’immunosurveillance anti-tumorale, la réponse aux immunothérapies des cancers, la tolérance immunitaire en contexte de pathologie inflammatoire de l’intestin etc…
Nous étudions la mise en place du microbiote chez les enfants nés prématurément, en termes de dynamique d’implantation des espèces et d’évolution des génomes des souches implantées afin de comprendre les déterminants de cette interaction tant du côté bactérien que du côté de l’hôte.
L’axe microbiote est translationnel, allant de recherches précliniques à des études cliniques visant à démontrer l’importance des fonctions métaboliques du microbiote pour la réponse à l’immunothérapie dans le cancer du poumon.
Axe 3 : Évolution de la structure et de l’expression des (méta-)génomes
Responsables : Dr. Ivan Junier & Dr. Thomas Hindré
L'axe "Évolution de la structure et de l'expression des (méta)-génomes" s'intéresse aux déterminants génomiques responsables des propriétés remarquables d'adaptation des microorganismes (archées, bactéries). Il rassemble des chercheurs et enseignants chercheurs dans les domaines de la génétique moléculaire, de l'évolution expérimentale, de la biologie computationnelle, de la bioinformatique et de la biophysique.
La composition et l’organisation des génomes sont fortement contraintes par la sélection naturelle, mais également par des effets de dérive neutre, qui opèrent à de multiples échelles de temps, allant de quelques générations à des milliards de générations. En résulte, des génomes mosaïques complexes, mêlant aussi bien structures stables que dynamiques, qui sont responsables de l'extraordinaire capacité adaptative des microorganismes. Dans cet axe, nous étudions les mécanismes de cette plasticité afin de mieux prédire les réponses adaptatives de ces microorganismes en lien avec la santé, comme par exemple dans le cas de l'émergence de pathogènes ou de la résistance aux antibiotiques. Pour cela, nous combinons trois types d’approches évolutives :
- i) des expériences d'évolution in vitro, et en particulier l'expérience d'évolution au long terme (LTEE) chez Escherichia coli, pour caractériser les mécanismes moléculaires et écologiques qui sous-tendent les processus adaptatifs, et appréhender l’impact des taux de mutation et des éléments génétiques mobiles sur ces processus ;
- ii) des analyses de génomique comparative et de reconstruction phylogénomique des (méta)-génomes in natura permettant d’exploiter les propriétés de conservation des génomes et de leur dynamique sur des longues échelles de temps ;
- iii) des expériences d'évolution in silico permettant de tester, à grande échelle et à long terme, l'impact de différents paramètres sur les parcours évolutifs.
Nous développons également des modèles biophysiques et des outils statistiques pour l’étude des chromosomes afin de comprendre l’impact de la structure tridimensionnelle des génomes sur le fonctionnement des microorganismes.
Axe 4 : Évolution vers la résistance aux antimicrobiens
Responsables : Prof. Muriel Cornet & Dr. Corinne Mercier
Les objectifs de cet axe de recherche incluent l’analyse des trajectoires évolutives qui conduisent à la mise en place de mécanismes de résistances (résistances intrinsèques, résistances aux faibles doses et aux fortes doses) et de tolérance aux agents anti-microbiens (antibiotiques et antifongiques). Ces études sont menées in vitro (induction des résistances sous pression antibiotique ou antifongique), in natura (patients, environnement) et in silico. Elles font appel à des technologies variées (microbiologie, métagénomique, génétique, biologie cellulaire, biochimie, métabolomique, lipidomique, immunologie, épidémiologie, analyses statistiques multivariées, …). Les données fondamentales permettent le développement de tests diagnostiques et de nouveaux moyens de lutte contre les agents infectieux ciblés (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Streptomyces spp, Candida spp, et agents de zoonoses…).
Axe 5 : Vectorisation et membranes
Responsables : Dr. Béatrice Schaack & Prof. Jean-Luc Lenormand
L'axe "Vectorisation et Membranes" s'intéresse à l'étude des membranes et des protéines membranaires dans les problématiques d'interactions hôte-pathogène, de détermination de cibles antigéniques membranaires et de l'influence de l'environnement lipidique sur la structure et la fonction des protéines membranaires. Ces études font appel à plusieurs approches expérimentales incluant la production et la caractérisation au niveau biochimique et biophysique des vésicules extracellulaires issues de différents organismes procaryotes et eucaryotes, la production de protéines membranaires sous forme de protéoliposomes grâce à des systèmes d'expression acellulaire en présence de lipides synthétiques de différentes compositions, l'utilisation des techniques de microscopie (AFM, électronique, fluorescence), la DLS, la spectroscopie d'impédance (Tethapod) et le dichroïsme circulaire pour n'en citer que quelques unes. Afin de permettre une meilleure internalisation de certaines macromolécules, des systèmes de vectorisation sont utilisés tels que des peptides de pénétration cellulaire et des liposomes synthétiques. Ces approches biotechnologiques permettent de mieux comprendre au niveau des membranes des pathogènes et des cellules hôtes, certains mécanismes moléculaires responsables de la pathogénèse et d'apporter des solutions thérapeutiques ou vaccinales innovantes. Ces approches sont utilisées pour traiter certaines bactéries multi-résistantes aux antibiotiques mais aussi des infections fongiques ou certains types de cancers.
Biomarqueurs COVID-19
DEEPCROSS
dEEPEN
DIVIN
EvoloWine
METAQUIN
MIMIC
MMAVAX
M4Vax
O2-taboo
GeWiEp
TULAMIBE
ImmunoFiber
(An)aeroUbi
LIA PredEvo
Convention Université Antananarivo
SENSIFONG
TULASEQ
FungiBET
FINOVI
CoEvo
L'équipe TrEE est co-dirigée par les professeurs Dominique Schneider et Bertrand Toussaint.
Responsable(s)
- Pr Dominique Schneider (Enseignant chercheur)
Permanents
- Sophie Abby (Chercheur)
- Delphine Aldebert (Enseignant chercheur)
- Amélie Amblard (IT-BIATSS)
- Abdelaziz Bakri (Enseignant chercheur)
- Françoise Blanquet (IT-BIATSS)
- Jean Boutonnat (Chercheur hospitalier)
- Hélène Coradin (IT-BIATSS)
- Muriel Cornet (Enseignant chercheur)
- Véronique Curri (IT-BIATSS)
- Joël Gaffe (Enseignant chercheur)
- Cécile Garnaud (Enseignant chercheur)
- Dalil Hannani (Chercheur)
- Thomas Hindre (Enseignant chercheur)
- Ivan Junier (Chercheur)
- Nawel Khalef (Enseignant chercheur)
- Audrey Le Gouellec (Enseignant chercheur)
- Jean-Luc Lenormand (Enseignant chercheur)
- Raphaël Marlu (Enseignant chercheur)
- Mikaël Martin (IT-BIATSS)
- Danièle Maubon (Enseignant chercheur)
- Max Maurin (Enseignant chercheur)
- Corinne Mercier (Enseignant chercheur)
- Ludovic Pelosi (Enseignant chercheur)
- Fabien Pierrel (Chercheur)
- Benoît Polack (Enseignant chercheur)
- Dominique Schneider (Enseignant chercheur)
- Bertrand Toussaint (Enseignant chercheur)
- Nelle Varoquaux (Chercheur)
Autres
- Elena Bulow (Chercheur contractuel)
- Yvan Caspar (Collaborateur hospitalier)
- Lucas Etourneau (Doctorant extérieur)
- Flaura Gaudilliere (Stagiaire)
- Hugo Mathe-Hubert (Chercheur contractuel)
- Béatrice Schaack (Collaborateur bénévole)
- Abdoul Razak Tidjani (Chercheur)
- Candice Trocme (Collaborateur hospitalier)
Doctorants
- Aurore Akoka (Doctorant)
- Emilie Boucher (Doctorant)
- Camille Brunet (Doctorant)
- Clément Caffaratti (Doctorant)
- Elham Ghobadpour (Doctorant)
- Aurélie Hennebique (Doctorant)
- Katayoun Kazemzadeh-Ferizhendi (Doctorant)
- Caroline Plazy (Doctorant)
- William Schmitt (Doctorant)
- Léa ponderand (Doctorant)
Les thèses en cours dans l'équipe :
- Aurore Akoka : "Régulation de différent gène chez E.coli et leur impacts sur le fitness des populations " (encadrée par Dominique Schneider , Thomas Hindre )
- Emilie Boucher : "Modèle d'étude pré-clinique d'un régime riche en fibres sur la fonction microbiote de la réponse immune anti-cancer " (encadrée par Delphine Aldebert , Dalil Hannani )
- Camille Brunet : "Modes de survie environnementale des Francisella. " (encadrée par Max Maurin , Yvan Caspar )
- Clément Caffaratti : "Développement de biomédicaments vivants ingénierés au métabolisme contrôlé en vue d’une utilisation en tant que thérapie innovante dans le domaine de l'immunothérapie. " (encadrée par Audrey Le Gouellec , Bertrand Toussaint )
- Elham Ghobadpour : "Physique des polymères de l'ADN bactérien " (encadrée par Ivan Junier )
- Aurélie Hennebique : "Modèles cellulaires appliqués à la compréhension de l'épidémiologie et de la pathogénicité de Francisella tularensis. " (encadrée par Max Maurin , BOISSET Sandrine )
- Katayoun Kazemzadeh-Ferizhendi : "Etude des voies bactériennes de la biosynthèse de l'ubiquinone " (encadrée par Ludovic Pelosi , Fabien Pierrel )
- Caroline Plazy : "Identification d'immuno-métabolistes bactériens et application pour le développement d'immunothérapies. " (encadrée par Bertrand Toussaint , Dalil Hannani )
- Léa ponderand : "Caractérisation de la réponse immunitaire inée cytosolique antibactérienne en réponse à l'infection par Francisella tularensis; comparaison avec Francisella novicida " (encadrée par BOISSET Sandrine )
Unité Médico-Technique Universitaire de Cytologie Histologie
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L’objectif de l’unité est de fournir une expertise dans le domaine de l’analyse morphologique à travers l’examen de coupes histologiques mais également d’immunomarquages pour la détection d’antigènes spécifiques.
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* Responsable scientifique : Dr Jean Boutonnat PH DACP
* Responsable technique : Véronique Curri
* Informations & prestations :
Contacts.pdf528.61 Ko Charte779.91 Ko
* Localisation : Bâtiment Jean Roget
- 1er étage, en salle 113 : Imprégnation et inclusion en paraffine - Colorations - Immunomarquage
- 4e étage, en salle 410 (climatisée) : Coupe en paraffine – Coupe au cryostat
Le caractère pluri-disciplinaire des activités de recherche de l'équipe TrEE repose sur l'association de chercheurs et enseignant-chercheurs rattachés à un large panel de sections CNU (64, 65, 44.01, 82, 87 ...) et commissions CNRS (7, 16, 21, 28, 51, …). Cette particularité conduit logiquement à l'implication des membres de l’équipe dans des activités d'enseignement et de formation à tous les niveaux (de la Licence au Doctorat) et dans plusieurs composantes de l’Université Grenoble Alpes (UFR Médecine, Pharmacie, UFR Chimie-Biologie) mais aussi du CNAM Paris. Il s'agit notamment d'enseignements dans les domaines de la microbiologie, de la génétique des procaryotes, de la biologie moléculaire et cellulaire, des maladies infectieuses, des interactions hôtes-pathogènes, de la parasitologie, de la biologie animale, de la différenciation et du développement, de la biochimie, de la biologie des systèmes des biotechnologies et de l’Immunologie et immuno-oncologie. De plus, plusieurs membres de l'équipe portent des responsabilités pédagogiques et/ou collectives ;
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Dominique Schneider est membre du CNU en section 65. Il est responsable de l'unité d'enseignement "Interactions bactéries/hôtes" en L2 Biologie à l'UGA.
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Delphine Aldebert est assesseur du CNU en section 87, du Conseil d’UFR et de la CSPM H3S. Elle est responsable du parcours recherche à l’UFR de Pharmacie, et co-responsable pédagogique du service TP santé qui propose l’accès à des plateaux techniques aux équipes de recherche. Elle est responsable du DIU "Initiation à la cytométrie en flux" à l'UGA.
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Muriel Cornet est responsable du DU Thérapeutiques et Microbiotes à l'UGA et enseignante à la faculté de Pharmacie de la deuxième à la sixième année, en Licence Professionnelle (LPRO) et Master M2 Industrie du diagnostic in vitro.
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Joël Gaffé est responsable de l’unité d’enseignement « Microbiology » du parcours de Master 2 « Immunology, Microbiology, Infectious Diseases » du Master de Biologie.
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Thomas Hindré est responsable pédagogique de la Licence mention Sciences de la Vie et de l'unité d'enseignement "M1-BIO827: Bacteriology" du parcours "Molecular and Cellular Biology" du Master de Biologie de l'UGA.
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Audrey Le Gouëllec, Maître de Conférence des Universités et Praticien Hospitalier, participe à l'encadrement de l'équipe iGEM Grenoble depuis plusieurs années (2017, 2018, 2019 et 2020).
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Jean-Luc Lenormand est professeur à la faculté de pharmacie de l'UGA. Il enseigne de la PASS à la 5ème année du cursus de "Pharmacie, industrie - option biotechnologies". Il est responsable ou co-responsable d'unités d'enseignement en Licence (L2, L3 Biotechnologie pour la Santé ; L3 Professionnelle "Bioproduction et Bioprocédés") et en Master (M1 "Sciences du Management des Biotechnologies"). Il est responsable du Master M2 "Médicaments Biotechnologiques".
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Max Maurin enseigne en 3eme année de médecine, Unité « Infectieux Dermatologie » du DFGSM3 (Diplôme de Formation Générale en Sciences Médicales 3ème année), ainsi qu'en Master 2 Ingénierie de la santé (ISM) dans l'UE « Lutte contre les agents infectieux » (parcours international).
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Corinne Mercier est membre du conseil de l’UFR de Chimie-Biologie. Elle est responsable des unités d'enseignement “Cell Biology” en L1 Biologie Internationale et "Infectious Diseases" en 1ère et 2ème année du Master de Biologie de l’UGA (parcours respectifs : "Molecular and Cellular Biology" et "Immunology, Microbiology, Infectious Diseases").
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Ludovic Pelosi est membre du conseil de l’UFR de Chimie-Biologie et du Conseil de la Faculté des Sciences.
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Antonia Suau-Pernet enseigne au CNAM Paris dans les parcours "Ingénierie du vivant", "Bioindustries et microbiologie appliquée", "DIU de cytométrie en flux" et "DIU Microbiote". Elle est responsable de la licence professionnelle de génomique (CNAM ENCPB afi24).
Plusieurs sociétés de biotechnologies sont issues du laboratoire et sont ou ont été hébergées dans nos locaux comme les sociétés Synthelis, APCure, Pelican Health et Epygone Therapeutics.