Octobre 2002 - n°71

L’unité INSERM ERM 206
TAGC : Technologies Avancées pour le Génome et la Clinique

Les travaux de recherche de cette unité se déclinent autour de deux volets d’étude: les problèmes fondamentaux autour du génome et l’application à la pathologie. Sa double compétence biologie / bio-informatique en fait un laboratoire à la pointe de la technologie en génomique.

Implantée sur le campus de Luminy, l’unité compte une trentaine de scientifiques, dont 5 chercheurs statutaires, 2 ingénieurs, des étudiants, CDD, stagiaires DESS et DEA, qui travaillent en synergie autour d’une cible commune : " mesurer l’expression des gènes à grande échelle et comprendre la biologie en termes de réseau de régulation ".

Issue du centre d’immunologie U 136 de Marseille-Luminy, l’équipe est devenue en janvier 2002 l’unité INSERM ERM 206 « TAGC Technologies Avancées pour le Génome et la Clinique» dirigée par Catherine Nguyen. L’équipe travaille, depuis une dizaine d’années déjà, sur les puces à ADN. «Nous sommes aujourd’hui, par notre expérience, le premier laboratoire de puces à ADN en France» déclare Rémi Houlgatte, responsable d’une équipe.

L’unité se compose de cinq équipes de recherche dont les travaux s’articulent autour de thématiques étroitement liées :

- Etude du transcriptome des modèles immunitaires chez la souris et plus précisément dans le domaine de la différenciation des lymphocytes T.
Dirigée par Catherine Nguyen, cette équipe de cinq chercheurs réalise son étude sur des souris mutantes d’inactivation KO, car elles présentent l’avantage de posséder des gènes facilement désactivables. L’axe principal de recherche porte sur la détermination des gènes importants pour la différenciation des lymphocytes T et le développement thymic.
«l’objectif est de comprendre cette différenciation cellulaire en terme de réseau de régulation (signaux, cascades…), réalisée sur les cellules impliquées dans des phénomènes de différentiation aussi bien du lymphocyte T que des cellules du stroma. Ces recherches conduiront à une compréhension intégrée des mécanismes complexes impliqués dans des processus immunologiques. Une des applications envisagée serait la thérapie cellulaire» précise Rémi Houlgatte.

- Les signatures d’expressions dans le cancer et la mise en évidence des voies de régulation des gènes dans les cancers.
Les six chercheurs qui travaillent sur ce sujet sous la direction de Rémi Houlgatte, sont capables à l’heure actuelle de mettre en évidence les gènes qui prédisent l’évolution de certains cancers (seins, myélome, oncocytome thyroïdien.). Par exemple, dans le cancer du sein, certaines signatures transcriptionnelles (c’est-à-dire le niveau d’expression de certains gènes) sont prédicteurs de la récidive, de l’apparition de métastases et probablement du décès du patient. Dans le myélome, un autre exemple, ils ont démontré que certains profils de gènes étaient responsables de l’insensibilité de certains patients à un traitement par chimiothérapie. Trois médecins cancérologues, qui travaillent notamment à l’Institut Paoli Calmettes et réalisent en ce moment leur thèse sur le cancer à l’EMR 206, seront susceptibles de développer à terme de nouveaux protocoles de traitement des malades.
Depuis début janvier, cette équipe participe également à un vaste programme intitulé « la Carte d’Identité des Tumeurs «, financé par la Ligue Nationale Contre le Cancer avec le projet d’étudier six cancers par an. En ce moment, un essai est en cours avec peu d’échantillons mais sur des tumeurs variées afin de valider l’outil, l’approche, etc.... Quatre personnes ont été recrutées pour ce programme.

- Bio-informatique du transcriptome
La vocation de ce groupe de cinq chercheurs dirigé par Pascal Hingamp est la mise en place d’outils de base de données et d’analyses nécessaires à l’étude du transcriptome. Le développement d’une base de données est actuellement en cours, en partenariat avec la société Ipsogen (start-up marseillaise).
Sous contrat européen, ces scientifiques participent à l’intégration de données d’expression des gènes (transcriptome) dans une base de données internationale.

- Bio-informatique des motifs de régulation des gènes
La recherche développée par cette équipe porte sur la détermination de motifs régulateurs dans des séquences d’ARN ou d’ADN non traduites. Ces trois scientifiques menés par Daniel Gautheret ont récemment mis au point un logiciel original de recherche de motifs structuraux difficiles à identifier dans les génomes. Un autre axe de leur recherche: l’étude des formes alternatives (épissage ou terminaison) des ARN-messagers.

- Identification des réseaux fonctionnels
L’équipe dirigée par Philippe Benech, Directeur de Recherche au CNRS, recherche au niveau du génome des éléments de régulation de l’expression génique (transcriptionnelle et post-transcriptionnelle), dont les activités ont été préalablement validées expérimentalement.. Cette approche, basée sur une sélection originale de gènes d’intérêt, a conduit à la réalisation d’une puce dédiée au processus inflammatoire comme outil pour tester les activités biologiques ou la cytotoxicité de composés issus de criblage à haut débit ainsi que pour faciliter la décision thérapeutique.

Un plateau technique, nommé " Hôtel Express " (pour hôtel d’expression), composé de 6 personnes, sous la houlette de Béatrice Loriod, s’occupe de la fabrication des puces à ADN. Ce plateau collabore, en ce moment, avec des physiciens de Luminy pour le développement d’une puce à ADN permettant de mesurer l’expression des gènes sur une seule cellule. Actuellement en charge du programme " Carte d’Identité des Tumeurs ", il est également la plate-forme transcriptome de la génopole de Marseille. Il a déjà fourni un support technique à de nombreuses équipes en France pour ce qui concerne les puces à ADN. Sa vocation est aussi d’offrir un service clef en main, en matière d’étude du transcriptome (de l’expérience à l’analyse et aux résultats).

Un large parc instrumental

La plate-forme possède un important parc instrumental : stations multiprocesseurs, machines d’amplifications de PCR (6000 PCR/jour), quatre robots pipeteurs pour les mélanges..., quatre robots de dépôts pour fabriquer les puces à ADN, dont le «petit dernier» : un robot piézo-électrique de la société Packard, le seul actuellement en France (il est en cours d’installation).
Le laboratoire s’enorgueillit aussi de quatre lecteurs de radioactivité pour les puces ADN, d’un bio-analyseur 2100 qui permet de tester la qualité des ARN qui vont servir à hybrider les puces, de vastes collections de clones d’ADN complémentaires et d’oligonucléotides longs (plus d’un million) pour mesurer l’expression des gènes...

De nombreux partenariats, tant en externe qu’en interne

Le laboratoire entretient des collaborations étroites avec de nombreux organismes privés et publics. Parmi les partenariats, citons notamment : les coopérations avec l’Institut Paoli Calmettes depuis de nombreuses années, avec la société Ipsogen, la société Galderma (Nice), la Ligue National Contre le Cancer...
Outre les travaux propres à chaque équipe, de nombreuses thématiques lient les équipes entre elles. Par exemple, les outils de bio-informatique développés qui sont utilisés par toutes les équipes du laboratoire ; sur le thème: " les gènes régulés par la cytokine ", la recherche des motifs présents dans les promoteurs des gènes est abordée sous les aspects bio-informatique et biologique.

" Il y a équivalence entre le nombre de biologistes expérimentalistes et les bio-informaticiens. Ces deux aspects complémentaires bio-informatique et biologique font toute l’originalité de l’équipe. " déclare Rémi Houlgatte.

L’équipe est actuellement regroupée sur 200 m2. De nouveaux locaux d’une plus grande superficie, situés également sur le campus de Luminy, accueilleront, d’ici quelques mois, l’unité EMR 206.

J. SILVY