L’ISMO possède une plateforme avancée dédiée à la biologie cellulaire, offrant une expertise dans la culture et l’étude de divers modèles biologiques, notamment les cellules cancéreuses humaines et animales, ainsi que les bactéries et les parasites. Cette plateforme est équipée pour entretenir des cultures cellulaires dans des environnements hautement contrôlés, respectant rigoureusement les niveaux de confinement biologique nécessaires. Les infrastructures incluent des salles de confinement L1 pour les cultures bactériennes et eucaryotes, ainsi que des laboratoires L2 spécialisés dans la bactériologie, la parasitologie et les cellules eucaryotes, assurant ainsi des conditions optimales pour les recherches sur des agents pathogènes de différents niveaux.
L’intégration de cette plateforme au sein d’un laboratoire de physique comme l’ISMO permet d’exploiter les synergies entre la biologie et la physique. Cette approche interdisciplinaire facilite le développement de solutions novatrices dans des domaines tels que la biologie médicale et la nanomédecine. En combinant des outils physiques avancés, tels que l’imagerie de haute résolution et la spectroscopie, les chercheurs de l’ISMO peuvent aborder des problématiques biomédicales complexes.
Les activités de biologie cellulaire se concentrent sur l’étude approfondie des interactions entre les cellules et leur environnement, ainsi que sur leur réponse aux traitements et au contact de surfaces ou matériaux. Ces recherches possèdent des applications significatives en nanomédecine, notamment dans la conception et l’évaluation de nanoparticules et d’autres dispositifs nanotechnologiques pour des thérapies ciblées et des approches d’imagerie médicale.
De plus, le laboratoire offre des opportunités pour les chercheurs externes, qu’ils proviennent d’autres institutions académiques ou du secteur privé. Ils peuvent ainsi tirer parti de l’expertise et des infrastructures de l’ISMO pour mener à bien leurs projets en biologie cellulaire, biomédicale et nanomédecine.
Le laboratoire de biologie du CPBM est doté d’une gamme complète d’équipements de pointe pour mener des recherches avancées en biologie cellulaire. Les infrastructures comprennent :
Salles de manipulation :
- L1 Bactériologie : Équipée d’un bec Bunsen et d’équipements spécialisés pour la culture de bactéries.
- L1 Eucaryotes : Comprend un incubateur à CO2, des équipements pour la culture de cellules eucaryotes, ainsi qu’un Poste de Sécurité en Microbiologie (PSM).
- L2 Bactériologie/Parasitologie : Dispose de systèmes de sécurité avancés pour la manipulation de pathogènes plus dangereux, incluant un PSM de niveau 2, ainsi que diverses étuves et incubateurs à CO2 pour réaliser des infections.
- L2 Eucaryote : Équipée de deux incubateurs à CO2, d’une centrifugeuse, et de systèmes pour la culture de cellules eucaryotes.
Équipements de culture cellulaire :
- Incubateurs à CO2 : 4 unités pour assurer des conditions optimales de croissance des cellules.
- Centrifugeuses : 5 unités de haute vitesse pour la séparation des cellules et des échantillons.
- Systèmes de culture : En milieu liquide et solide, pour les cellules bactériennes et eucaryotes.
Équipements de sécurité et de décontamination :
- Hottes à flux laminaire : 3 unités pour travailler dans un environnement stérile.
- Autoclaves : Pour la stérilisation des équipements et des déchets biologiques.
- Systèmes de décontamination : Pour garantir la sécurité du personnel et de l’environnement.
- Purificateur d’eau : Pour assurer la propreté des solutions utilisées au contact des objets biologiques.
- Sorbonnes : Pour protéger les expérimentateurs lors de l’utilisation de produits chimiques.
Réalisations en biologie :
Un projet significatif réalisé au sein de la plateforme de biologie de l’ISMO a porté sur le développement de surfaces luminescentes nanostructurées, visant à lutter contre la résistance aux antimicrobiens (RAM). Ce projet a impliqué le laboratoire de biologie de l’ISMO et a utilisé deux principales approches pour améliorer la détection et l’interaction avec les bactéries.
La première phase du projet a porté sur le développement de films polyaromatiques superhydrophobes par électropolymérisation. Bien que des défis aient été rencontrés lors de la spectroscopie stationnaire en raison de la forte absorption et de la polydispersité des films, la microscopie confocale a permis de générer des images en intensité de fluorescence, correspondant précisément à la morphologie observée par MEB (Plateforme SEM FIB). Ces films ont servi de base pour l’étude approfondie des interactions avec les bactéries, démontrant les capacités avancées de la plateforme pour des analyses complexes.
Dans la seconde phase, une nanoplateforme fluorescente ratiométrique innovante a été développée pour la mesure du pH sur des surfaces et en solution. Cette plateforme repose sur des nanoparticules fluorescentes (FNP) avec un cœur de BODIPY (red-BDPMA) émettant dans le rouge, et un dérivé de fluorescéine sensible au pH greffé sur l’extérieur. Les nanoparticules ont été entièrement caractérisées en suspension, révélant un transfert d’énergie résonant de Förster (FRET) entre le red-BDPMA et le dérivé de fluorescéine.
Deux approches de conception des surfaces ont été explorées :
- Stratégie en une étape : Greffage direct des FNP ratiométriques sensibles au pH sur une surface de verre silanisé, permettant une mesure précise du pH et le suivi de la croissance d’E.coli dans une gamme de pH physiologique.
- Stratégie en deux étapes : Introduction initiale des FNP sur la surface de verre, suivie du greffage du dérivé de fluorescéine. Cette méthode a permis un ajustement optimal des concentrations de BDPMA rouge et de fluorescéine, améliorant la précision du signal à double émission de la plateforme.
Cette réalisation, effectuée grâce aux équipements et aux capacités de la plateforme de biologie de l’ISMO, a apporté des contributions importantes à la détection et à l’analyse de systèmes biologiques complexes, avec des applications potentielles en biologie médicale et en nanomédecine.