Les Programmes et Equipements Prioritaires de Recherche (PEPR) exploratoires visent à accompagner une transformation émergeante, qu’elle soit technologique, économique, sociétale, sanitaire ou environnementale, et à soutenir l’exploration de son potentiel. Ils sont sélectionnés par appel à programmes du plan d’investissement France 2030 lancé par l’Agence nationale de la recherche – ANR, évalués par un jury international et validés par l’État. Un projet, dans lequel l’Institut Curie joue un rôle majeur, vient d’être sélectionné : Cell-ID, pour une médecine cellulaire d’interception. L’institut va par ailleurs diriger un groupe travail dans un second PEPR, MED-OOC, pour la mise au point d’un nouvelle génération de tumeur-sur-puce.

La participation de l’Institut Curie à ces deux PEPR exploratoires, illustre l’expertise en recherche de haut niveau de nos équipes. Le projet Cell-ID en particulier sera financé durant 6 ans, à hauteur de 50 millions d’euros, avec des soutiens institutionnels forts – celui de l’Institut Curie et bien sûr ceux des pilotes, en l’occurrence le CNRS et l’Inserm, et des organismes partenaires¹ incluant plusieurs universités dont l’Université PSL, qui se sont engagés à fournir leurs moyens d’accompagnement. Il sera coordonné par le Dr Geneviève Almouzni, cheffe de l’équipe de recherche Dynamique de la chromatine à l’Institut Curie. Nous sommes fiers de contribuer ainsi à des avancées scientifiques majeures en France et à leurs rayonnements à l’international.

Souligne le Pr Alain Puisieux, directeur du Centre de recherche.

⁽¹⁾ Institut Curie, Institut Pasteur, CEA, universités Paris Sciences & Lettres, Montpellier, Toulouse 3, Paris Cité et Strasbourg

Cell-ID : vers une médecine cellulaire d’interception

Notre projet Cell-ID, copiloté par le CNRS et l’Inserm, avec sept partenaires , dont l’Institut Curie en première ligne, veut explorer comment les cellules adoptent des destins au cours du développement d’un organisme et comment ces choix de destin deviennent aberrants dans des conditions pathologiques.

Explique le Dr Geneviève Almouzni.

Pour former un individu, il faut environ 35 milliards de cellules, soit plus d’un millier d’identités cellulaires différentes, produites à partir d’une cellule à la fécondation. Les équipes du PEPR cherchent à comprendre comment des cellules vont suivre des destins multiples dans l’espace et le temps pour construire les tissus de l’organisme, mais aussi comment des déviations potentielles dans leurs trajectoires sont à l’origine de pathologies, en particulier des cancers pédiatriques. Ce projet spécifiquement centré sur le développement neural, c’est-à-dire la mise en place du système nerveux de la conception jusqu’à l’adolescence.

Si nous pouvons identifier les aberrations à l’origine de certains cancers pédiatriques, nous les détecterons avant que ne se manifestent les effets pathologiques. C’est ce qu’on appelle la médecine cellulaire d’interception.

Cell-ID entend déployer des technologies innovantes, pour comprendre quand, comment et pourquoi une cellule dévie de son destin. Le consortium va utiliser des approches omiques²  à l’échelle de la cellule unique, couplée à l’imagerie, pour suivre les paramètres moléculaires au niveau des transcriptomes, de l’organisation de la chromatine, des protéines… Ils feront aussi appel à l’analyse des données et à l’intelligence artificielle pour construire des modèles prédictifs de destins cellulaires. Ils travailleront enfin à l’élaboration de modèles expérimentaux (par exemple des organoïdes de type mini-cerveaux) pour tester leurs hypothèses.

L’Institut Curie tient une place privilégiée sur ces technologies, avec sa plateforme Custom Single Cell Omics, ses compétences en imagerie, ses expertises sur les cancers des enfants… Ses équipes de chercheurs et médecins-chercheurs sont donc fortement impliquées dans le programme Cell-ID.

C’est un projet très ambitieux. Il implique une communauté scientifique de haut niveau, avec une dynamique qui permet d’intégrer de nouvelles équipes au fil des avancées, et de former des jeunes chercheurs. Notre approche ouverte impliquera les associations de patients dans nos réflexions et nous communiquerons avec le grand public pour partager nos progrès. Cell-ID nous place ainsi au premier plan en recherche et nous sert de tremplin pour collaborer à l’international.

Résume le Dr Geneviève Almouzni.

⁽²⁾ Génomique (ADN), transcriptomique (ARN), protéomique (protéines)

MED-OOC : vers une nouvelle génération d’organes et d’organoïdes-sur-puce

Et ce n’est pas tout, puisque l’Institut Curie contribue activement à un autre PEPR, MED-OOC³ , porté par le CNRS, l’Inserm et le CEA, PSL étant également partenaire du projet. L’objectif ? Développer une génération d’organes et d’organoïdes-sur-puce (O&OoC), qui sont clés pour relever les futurs défis de santé. Ce sont des dispositifs miniaturisés permettant de reproduire in vitro différentes caractéristiques d’organes vivants en condition physiologique ou pathologique.

Au sein de MED-OOC, l’Institut Curie s’implique dans le Workpackage 1. En se basant sur des approches multidisciplinaires et de recherche translationnelle (alliant recherches fondamentale et clinique), celui-ci vise à développer des technologies qui permettront d’intégrer dans ces nouveaux modèles in vitro une palette de fonctionnalités (vascularisation, réponses immunitaires, couplage entre organes…) pour représenter au mieux la réalité de conditions pathologiques. Quatre projets prioritaires sont ciblés, dont celui coordonné par l’Institut Curie.

Nous nous orientons sur la conception de tumeurs-sur-puce, qui devraient nous permettre d’étudier plus précisément le microenvironnement tumoral et améliorer la prise en charge des patients atteints de cancer. Nous disposerons ainsi de nouveaux modèles in vitro issus d’échantillons de patients, en l’occurrence de personnes atteintes de cancer du sein traitées à l’institut. Nous pourrons alors tester l’efficacité de traitements anticancéreux de manière personnalisée. Ces travaux impliquent plusieurs équipes de l’Institut Curie et de l’Ensemble hospitalier. Le fait que ces recherches soient pilotées par l’Institut Curie, principal centre de soins contre le cancer du sein, est évidemment un atout.

Décrit le Dr Stéphanie Descroix, cheffe de l’équipe de recherche Macromolécules et microsystèmes en biologie et en médecine (CNRS UMR168 / Sorbonne Université) à l’Institut Curie.

³ Coordoné par le Dr Xavier Gidrol, directeur de recherche Inserm au CEA-Grenoble

Équipes et plateformes technologiques de l’Institut Curie impliquées

? Cell-ID

• Dynamique de la chromatique (CNRS UMR3664 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Geneviève Almouzni
• Biologie cellulaire de la neurogenèse des mammifères (CNRS UMR144 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Alexandre Baffet
• Biologie des systèmes du cancer (Inserm U900 / Mines ParisTech), dirigée par le Dr Emmanuel Barillot
• Bioinformatique (CUBIC) (CurieCoreTech), co-dirigée par le Dr Emmanuel Barillot et le Dr Philippe Hupé
• Recherche translationnelle en oncologie pédiatrique (RTOP) (Inserm U830 / Département de recherche translationnelle), dirigée par le Dr Franck Bourdeaut et le Dr Gudrun Schleiermacher
• Dynamique spatio-temporelle des fonctions génomiques (CNRS UMR3664, UMR168 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Antoine Coulon
• Spectrométrie de masse protéomique (CurieCoreTech), dirigée par le Dr Damarys Loew
• Mécanisme de répression par les protéines polycomb (CNRS UMR3215 / Inserm U934 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Raphaël Margueron
• Criblage génétique (CRISPR’IT) (CurieCoreTech), dirigée par le Dr Raphaël Margueron
• Dynamique de la plasticité épigénétique dans le cancer (CNRS UMR3244 / Département de recherche translationnelle / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Céline Vallot
• Custom Single Cell Omics (CurieCoreTech), dirigée par le Dr Céline Vallot et le Dr Leïla Périé
• Apprentissage statistique et modélisation des systèmes biologiques (Inserm U900 / Mines ParisTech), dirigée par le Dr Thomas Walter

? MED-OOC

• Équipe Macromolécules et microsystèmes en biologie et en médecine (MMBM) (CNRS UMR168 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Stéphanie Descroix
• Équipe Stress et cancer (Inserm U830), dirigée par le Dr Fatima Mechta-Grigoriou
• Département d’oncologie médicale, avec le Pr François-Clément Bidard et le Dr Luc Cabel
• Équipe Contrôle dynamique de la signalisation et de l’expression génétique (CNRS UMR168 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Pascal Hersen
• Équipe Dynamique de l’ARN et systèmes biomoléculaires (CNRS UMR168 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Hervé Isambert
• Équipe Migration et invasion cellulaire (CNRS UMR144 / Sorbonne Université), dirigée par le Dr Danijela Matic Vignjevic