Le but de cet axe, qui repose sur les compétences présentes dans les trois équipes est de développer et d’utiliser des modèles cellulaires pour :
- Cribler et identifier de nouveaux processus biologiques impliqués dans les maladies d’intérêt en limitant le recours à des modèles animaux (Directive européenne 3R);
- Identifier des méthodes thérapeutiques et des modes d’administration pour limiter les effets indésirables. Ceci inclut notamment de développement de test prédictifs de la toxicité des médicaments ou de molécules candidates ;
- Développer des méthodes de diagnostic, utiles à la prévention et au suivi des patients, et faciles à utiliser.
La stratégie pour l’identification des processus physiopathologiques est basée sur une longue expérience dans l’utilisation de modèles cellulaires hépatiques et digestifs, dont les cultures primaires et les modèles cellulaires différenciés (2D, 3D, organoïdes) qui sont partagés entre les équipes. Ils permettent l’analyse du rôle de gènes spécifiques qui représentent des cibles potentielles en utilisant notamment : a) la technologie CRISPR / CAS9 pour la prédiction du rôle des gènes et de leurs variants ; b) l’impact de molécules biologiques, y compris les nutriments, des médicaments, des molécules chimiques présentes dans l’environnement et d’autres xénobiotiques ; et c) les relations entre le microbiote et les entérocytes (humains et porcins), et les processus de différenciation des cellules hépatiques. L’intégration de dispositifs microfluidiques reliant différents types tissulaires permettra de réaliser une modélisation des systèmes d’échanges entre cellules. L’intérêt d’une telle stratégie prédictive est illustrée par le réseau national PREVITOX, piloté par NuMeCan et soutenu par l’ANSM et l’Inserm, qui regroupe 35 laboratoires et infrastructures nationales dédiés à l’évaluation de la toxicité des médicaments par des approches in vitro et in silico.
Les méthodes thérapeutiques évaluées sont en particulier :
- La caractérisation et la prédiction de comportement et d’impact de nouveaux médicaments, couplés ou non à de nouveaux vecteurs et nano-vecteurs candidats ciblant les maladies du foie, par exemple dans l’administration de médicaments et/ou la radiothérapie métabolique interne des cancers du foie, avec le support de la plateforme Synanovect.
- L’évaluation de procédés visant à corriger des désordres nutritionnels et métaboliques par l’utilisation de certains nutriments, de probiotiques, et/ ou en utilisant des thérapeutiques neurocomportementales.
L’évaluation de méthodes diagnostiques prédictives minimalement invasives en particulier basées sur des algorithmes décisionnels ou bien sur la détermination de signatures métaboliques globales, notamment spectroscopiques (masse, infra-rouge ou Raman) est réalisée notamment grâce à des interactions fortes avec l’institut de recherche en mathématique de Rennes (IRMAR).