Missions

Spectromètre térahertz large bande ATR pour l’analyse moléculaire de la perméabilisation membranaire en condition de stress oxydant

Le contrôle sélectif de la perméabilisation membranaire cellulaire est un enjeu majeur en médecine (vaccins, cancer, etc.). Nous étudions la dynamique de perméabilité membranaire à l’aide de nouveaux outils dans le domaine spectral térahertz, domaine prometteur encore très peu exploré, sur des projets de perméabilisation déclenchée par des traitements thérapeutiques. Une étape majeure vient d’être franchie concernant la thérapie photodynamique (PDT), qui met en évidence l’influence de nanovecteurs de type micelles sur la perméabilisation et a un effet net de leur concentration (Adv. Sci. 2023, 2300589). Cette étude n’est cependant faite qu’à une seule fréquence térahertz. Une étude spectroscopique est donc essentielle pour permettre une analyse de la nature des molécules perméantes. C’est le but de ce projet, par spectroscopie térahertz large bande sur la gamme 0.1-5 THz, toujours en lien direct avec les vecteurs PDT conçus et réalisés à Toulouse, grâce au développement d’un capteur nouveau ATR à spectre extra large. Actuellement, très peu de techniques permettent de suivre la perméabilisation cellulaire en temps réel sans destruction des cellules. Nos équipes ont décrit très récemment une avancée majeure dans l’utilisation de la spectroscopie térahertz pour le suivi en temps réel de perméabilisation induite lors d’un traitement (Adv. Sci. 2023, 2300589).
L’objectif du projet proposé est de développer un dispositif térahertz large bande, et d’établir une cartographie spectrale de cellules soumises à un stress oxydant pertinent. Les différents cas abordés seront : la thérapie photodynamique sub-létale qui promet d’être une stratégie efficace dans le contexte de la médecine régénérative, l‘exposition à des protéines amyloïdes en lien avec des maladies neurodégénératives, et celle à des complexes polyioniques à base de Cu2+, ion connu pour son implication dans les processus oxydatifs. Les principaux objectifs sont : développement d’un spectromètre THz large bande adapté à la caractérisation de la perméabilisation de cellules biologiques, création d’une base de données spectroscopiques térahertz des molécules biologiques, finalisation d’une mesure multizone sur triplicats, détermination des réponses membranaires à la PDT, caractérisation des processus d’agrégation des peptides amyloïdes et des réponses cellulaires associées, détermination des réponses membranaires aux métaux traces (Cu2+ et Fe2+/3+) libres ou vectorisés.

Ce travail s’appuiera sur les expertises complémentaires du Laboratoire d’Optique et Biosciences (LOB, UMR7645, Palaiseau) : expertise sur la spectroscopie térahertz dans le domaine temporel et les capteurs pour la biologie, et du Laboratoire de Chimie des colloïdes, polymères & assemblages complexes (SoftMat, UMR5623, Toulouse): expertise en nanomédecine et stress oxydant liés à la thérapie photodynamique et à la maladie d'Alzheimer.
Le projet post-doctoral se déroulera au LOB.

Activités

Le candidat ou la candidate développera au LOB les nouveaux capteurs THz : conception optique, construction et caractérisation des performances. Il ou elle établira une base de données des spectres THz des solutés d’intérêt biologique. Il ou elle définira les paramètres importants et implémentera un capteur THz multizones et multispectral permettant une parallélisation des mesures sur échantillons biologiques cellulaires vivants.

Compétences

Nous recherchons un candidat motivé ou une candidate motivée pour développer ce projet expérimental à l'interface de la physique et de la biologie, avec de solides connaissances en optique et en spectroscopie optique. Un complément en chimie et/ou en biologie est un atout supplémentaire mais pas obligatoire. Des connaissances de base en chimie, biologie ou informatique (Matlab, Python) seront un atout supplémentaire. Les candidats et candidates doivent envoyer :
- un CV détaillé
- Un résumé de la thèse
- une lettre de motivation d'une page
- les noms et coordonnées de deux personnes de référence

Contexte de travail

Le LOB est un laboratoire interdisciplinaire où physiciens et biologistes travaillent sur des sujets communs. Le projet se déroulera dans le pôle "Microscopies avancées" qui possède une expertise reconnue dans le développement de méthodes d’imageries innovantes pour l'étude des processus biologiques de la cellule aux tissus. Le pôle regroupe 10 chercheurs et ingénieurs de recherche. Le SoftMat se consacre à la chimie et la physico-chimie de la matière molle et des systèmes auto-assemblés. Fondés sur des composés de synthèse (tels que des tensioactifs ou des polymères) ou des molécules biologiques, ces systèmes offrent un très large panel d’applications technologiques et industrielles.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Risques laser, biologiques et chimiques.