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Fluxomique

Depuis quelques années, l’étude du métabolisme est au cœur des problématiques de physiologie et de santé. Les applications sont nombreuses et incluent la compréhension fondamentale de la physiologie, des pathologies, l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques ou encore le suivi post-thérapeutique individualisé. La capacité à appréhender le métabolisme est donc un enjeu majeur dans la compréhension du vieillissement et dans la lutte contre des maladies telles que le cancer.

Dans le cadre d’une initiative conjointe entre les laboratoires RESTORE, CRCT et la plateforme MetaToul, le CERT abrite un dispositif de fluxomique in vivo qui inclut :

  • deux modules permettant la réalisation d’expériences de traçage isotopique (isotopes stables : 13C, 15N, etc) in vivo ou in vitro
  • les équipements nécessaires à la collecte des échantillons et à l’extraction des métabolites
  • une chambre de culture en pression en oxygène contrôlée permettant d’appréhender l’effet des variations de la pression partielle en oxygène sur le métabolisme
  • un plateau de respirométrie pour mesurer les flux de consommation d’oxygène

Les analyses du métabolome, du lipidome et du marquage isotopique sont réalisées sur la plateforme MetaToul, qui dispose d’un parc instrumental (spectrométrie de masse, RMN) et d’une expertise unique en France dans ce domaine. L’ensemble du dispositif et des expertises associées représente une configuration unique en France pour des études approfondies de la dynamique métabolique à différents niveaux d’échelle (de la cellule à l’organisme entier).

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L’étude des flux métaboliques au sein d’un organisme (intra ou inter-tissulaire) est un enjeu majeur afin d’étudier les dérégulations métaboliques observées au cours du vieillissement ou lors de la mise en place de pathologies telles que les maladies métaboliques ou le cancer.

Module de fluxomique in vivo

Il contient les infrastructures et les appareils nécessaires pour réaliser l’intégralité d’une étude de traçage isotopique in vivo sur souris:

  • Etablissement Utilisateur d’animaux à des fins scientifiques agréé par la DDPP
  • Tables d’anesthésie gazeuse pour la cathétérisation des souris
  • Dispositif de perfusion de substrats marqués au 13C (ou autres isotopes stables) sur souris vigiles (pousse-seringues, portiques, swivels)
  • Prélèvement et préparation des tissus, préparation des échantillons pour l’analyse.

Une littérature fournie démontre que le métabolisme impacte le devenir et l’orientation cellulaire. L’étude des flux métaboliques au niveau cellulaire est fondamentale pour mieux comprendre la biologie de la cellule et prédire ses pertes de fonction au cours du vieillissement ou de la mise en place des maladies métaboliques ou du cancer.

Module de fluxomique in vitro

Il dispose des équipements nécessaires à la réalisation d’une étude de traçage isotopique in vitro dans sa globalité : culture cellulaire sous atmosphère contrôlée en oxygène (cf culture sous atmosphère contrôlée en oxygène), expériences de marquage avec des métabolites marqués au 13C (ou autres isotopes stables), échantillonnage et extraction des métabolites internes (endo-métabolome) ou externes (exo-métabolome):

  • Enceinte à une atmosphère entièrement contrôlée en oxygène (X-Vivo, Biospherix)
  • Divers équipements pour l’extraction de l’endo- et de l’exo-métabolome
  • Système de quenching (blocage immédiat) du métabolisme in vitro

La mitochondrie est le site majeur de la production d’ATP au sein de la cellule et joue un rôle primordial dans le métabolisme redox cellulaire. L’activité mitochondriale peut être modifiée lors de la mise en place de pathologies telles que les maladies métaboliques, le cancer ou encore lors du vieillissement. Cette activité mitochondriale peut être évaluée grâce à la mesure de la consommation en oxygène à l’aide d’un oxygraphe.

Oxygraphes

Les oxygraphes de type Oroboros présents sur le CERT sont des instruments très sensibles grâce à leurs cuves hermétiques et leurs sondes de Clark. Ils permettent d’étudier l’activité mitochondriale sur tissus (homogénats, perméabilisés), cellules et mitochondries isolées grâce à l’utilisation de différents substrats et drogues. Les oxygraphes de type Oroboros ne sont pas limités en nombre d’injection par expérience ce qui permet une étude plus précise de l’activité mitochondriale :

  • 2 oxygraphes Oroboros

  • 2 cuves indépendantes par oxygraphes

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Métabolisme, adipocytes, métabolomique, fluxomique, traçage isotopique in vitro/in vivo, culture cellulaire en hypoxie, activité mitochondriale

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L’ingénieur de la plateforme évalue la demande de l’utilisateur et propose la solution la plus adaptée à ses besoins. Il :

  • assure le conseil dans l’élaboration des manipulations,
  • forme les utilisateurs,
  • assiste les utilisateurs dans l’analyse et l’interprétation de leurs résultats,
  • accompagne les utilisateurs dans la mise en place de projet de recherche et développement, sous forme de collaboration.
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