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H/F Chercheur : Développement d’outils d’électroperméabilisation cellulaire et application dans des cellules souches

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 27 juin 2024 00:00:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : H/F Chercheur : Développement d’outils d’électroperméabilisation cellulaire et application dans des cellules souches
Référence : UMR9018-ISACRO-016
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : VILLEJUIF
Date de publication : mardi 14 mai 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 29 mois
Date d'embauche prévue : 1 août 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2992 € brut mensuel
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : Pharmacologie, bio-ingénierie, imagerie, biotechnologie

Missions

Le ou la chercheur(se) post-doctoral(e) recruté(e) à ce poste participera à la validation biologique de deux outils pour l’électroperméabilisation des cellules et à leur application dans le cadre de l’électroperméabilisation de cellules souches.

Le premier outil est une nouvelle sonde photoluminescente du potentiel électrique développée dans le cadre de l’ANR UFO (Up-conversion ferroelectric nanocrystals for optical sensing of electric potential in biological systems). Cette sonde photoluminescente est basée sur un mécanisme de transduction encore jamais exploré pour cette application et qui devrait aboutir à une très grande résolution spatiotemporelle. La sonde consiste en des nanocristaux ferroélectriques (NCFE) dopés avec des ions de terres rares dont nous détecterons (par microscopie à fluorescence) la modulation spectrale de conversion ascendante de photons (up-conversion, UC) en fonction du potentiel électrique environnant. Une version biofonctionalisée de ces sondes sera aussi testée comme capteurs optiques de changements du potentiel électrique à proximité des membranes cellulaires dans différentes conditions biologiques expérimentales.

Le second outil est un système d’électroperméabilisation non invasive (“sans contact” directe) développé dans le cadre de L’ANR Escapade 2 (nouvellE SourCe impulsionnelle bipolaire ultrA large bande de très forte Puissance pour Applications médicale et de DEfense). Le système utilise des sources électromagnétiques de fortes puissances avec deux technologies différentes: (i) l’une pour des applications médicales de surface, c’est-à-dire l'électroperméabilsation cutanée ou sous cutanée, (ii) l’autre, utilisera un dispositif induisant une focalisation du champ électrique dans une zone d’intérêt à quelques centimètres de profondeur, pour l'électroperméabilisation de tissus en profondeur. Le ou la chercheur(se) devra tester la capacité de ces systèmes à électroperméabiliser sans contact des bactéries et des cellules eucaryotes et optimiser les paramètres des impulsions électriques appliquées (nombre d’impulsions, amplitude, fréquence etc). Le pourcentage de cellules perméabilisées sera quantifié par cytométrie à l’aide d’un marqueur fluorescent non perméant. Une cartographie, en 3 dimensions, de la distribution spatiales des cellules électroperméabilisées obtenue avec ces systèmes non invasifs sera réalisée en microscopie à fluorescence. Cela permettra d’évaluer la géométrie et la profondeur d’électroperméabilisation atteignable. En fonction de l’avancement du projet, le/la candidat(e) évaluera ensuite ces systèmes pour l’électroperméabilisation de la peau ou de tumeur in vivo.

En parallèle le ou la chercheur(se) étudiera une des applications possibles de ces systèmes: l'électromanipulation du calcium cytosolique dans des cellules souches et son impact sur leur prolifération et leur différentiation. Le ou la candidate utilisera des impulsions électriques microsecondes spécifiques pour contrôler les oscillations du calcium cytosolique dans le but soit de favoriser la proliferation soit de faciliter la maturation des cellules souches neurales induites humaines (iNSCs, dérivées des CS Pluripotentes induites, iPSCs) en une lignée neuronale et de guider les cellules stromales multipotentes (MSCs) vers un phénotype de cellules de type neuronal sécrétant des facteurs neurotrophiques (BDNF, GDNF, etc.) essentiels à la différenciation neuronale et leur survie. Le ou la candidate testera aussi une stimulation par courants continus (DC) de faible amplitude pour induire la croissance et le guidage des neurites.

Activités

- Assurer une veille scientifique et technologique en lien avec le projet
- planifier, concevoir et réaliser les expérimentations,
- analyser et interpréter les résultats,
- présenter les données par écrit et oralement (anglais),
- participer à la rédaction d'articles scientifiques en anglais,
- encadrer et collaborer avec les étudiants et les techniciens impliqués dans le projet

Compétences

Le ou la candidat(e) idéal(e) pour ce poste est un(e) excellent(e) chercheur/chercheuse hautement motivé(e), titulaire d'un doctorat en biophysique ou en biologie des cellules souches/régénération nerveuse.
Il/Elle doit maîtriser diverses techniques classiques de biologie : culture de bactéries, de cellules animales, de cellules souches et nerveuses, microscopie à fluorescence (calcium), microscopie confocale, microscopie confocale biphoton, cytométrie en flux, immunohistochimie, PCR, western blots, etc... Une formation à l'expérimentation animale peut être un plus.
Il/Elle doit aussi avoir des connaissances dans le domaine de l’électroporation et de l'électromagnétisme, pouvoir utiliser des oscilloscopes, des générateurs électriques haute tension, une imprimante 3D... Une expérience précédente en électroporation serait un plus.
Le ou la candidat(e) doit apprécier le défi de nouveaux concepts scientifiques multidisciplinaires et avoir une attitude très motivée, persistante et axée sur les résultats. Nous recherchons un(e) candidat(e) intéressé(e) à travailler dans un environnement de recherche multidisciplinaire, qui a d'excellentes compétences en communication et est motivé(e)s, critiques et dignes de confiance. Il/Elle doit être capable de travailler à la fois de manière autonome et dans une équipe interdisciplinaire et en collaboration avec les autres équipes de recherche internationales impliquées dans le projet. De bonnes compétences en communication orale et écrite en anglais sont essentielles. De bonnes capacités d'organisation et de planification sont nécessaires.

Savoir-faire
- Gérer les stocks de réactifs, cellules, et consommables
- Gestion de projet
- Utiliser les logiciels et équipements spécifiques à l'activité
- Concevoir des dispositifs expérimentaux
- Adapter un mode opératoire

Savoirs-être
- Travailler en équipe
- Savoir rendre compte
- Transmettre des savoir-faire techniques
- Transmettre des connaissances
- Capacité d'organisation et de contact

Contexte de travail

Le ou la chercheur(se) postdoctoral(e) choisi(e) pour ce poste participera a deux projets ANR.

Le projet Escapade 2 comprend 6 partenaires français (dont 2 industriels). Chaque partenaire possède une expertise différente et est en charge de la partie du projet lié à son expertise. Le projet est basé sur l’utilisation des champs électromagnétiques permettant d’induire la migration de charges électriques à proximité de la membrane cellulaire, modifiant ainsi le potentiel transmembranaire physiologique existant et entraînant une perméabilisation de la membrane (électroperméabilisation). L'électroperméabilisation est principalement exploitée dans la thérapie anticancéreuse qu'est l'électrochimiothérapie (ECT), déjà utilisée en clinique. Bien que très efficace, rapide et répétable, l’ECT nécessite généralement l'utilisation d'électrodes invasives (aiguilles), qui provoquent des douleurs et des lésions tissulaires et nécessite une anesthésie ou même une procédure chirurgicale. Cela complexifie fortement le traitement par ECT de tumeurs profondes ou localisées dans des organes sensibles. Un procédé d’application des champs électriques pulsés de façon non-invasive est donc fortement désirable et fait l'objet de ce projet.

Le projet ANR UFO comprend 5 partenaires français. Chaque partenaire apportera son savoir-faire complémentaire unique. La plupart des cellules vivantes présentent une différence de potentiel électrique de part et d'autre de leur membrane plasmique résultant de différences de concentration en ions maintenues par des canaux et pompes ioniques. La membrane d'un neurone peut être soudainement (≈1 ms) dépolarisée (son potentiel intracellulaire passant de -70 mV à +30 mV) par l'ouverture synchronisée de ces canaux, stimulée par d'autres neurones, engendrant alors un « potentiel d'action » qui se propage jusqu'aux autres cellules auxquelles ce neurone est connecté par des synapses. Le suivi de cette dépolarisation renseigne ainsi sur la transmission synaptique, essentielle aux processus cognitifs et neuromoteurs. L'approche classique consiste à mesurer l'activité électrophysiologique à l'aide de micropipettes sur quelques cellules à la fois (« patch-clamp »), ou avec un réseau de microélectrodes enregistrant alors les potentiels extracellulaires d'un ensemble de neurones. Depuis quelques décennies, des méthodes de mesures optiques ont été introduites pour obtenir simultanément l'activité électrique d'un grand nombre de cellules simultanément avec une grande résolution. En dehors de quelques travaux exploitant la modulation d'effets électroplasmoniques de nanoparticules d'or ou de charges de nanocristaux semiconducteurs, ces méthodes présentent un certain nombre d'inconvénients (photoblanchiment, toxicité…) ou de limites quant à la mesure d'un signal électrophysiologique extracellulaire. L'objectif du projet est de développer et valider biologiquement une nouvelle sonde photoluminescente du potentiel extracellulaire s'appuyant sur un mécanisme jamais exploré pour cette application et qui devrait aboutir à une très grande résolution spatiotemporelle. Ces sondes sont des nanocristaux ferroélectriques (NCFE) dopés avec des ions de terres rares dont nous détecterons la modulation spectrale de conversion ascendante de photons (up-conversion, UC) en fonction du potentiel électrique environnant. Après biofonctionalisation, ces sondes seront testées comme capteurs optiques de changements de potentiel électrique proche des membranes cellulaires dans différentes conditions expérimentales (champ électrique, électroperméabilisation, potentiel membranaire, potentiel d’action, etc) .

Le ou la chercheur(se) postdoctoral(e) choisi(e) pour ce poste collaborera également avec les membres d’un projet européen FETOPEN impliquant 6 organismes de 3 pays européens différents, dont une PME. Le but du projet est de favoriser la régénération fonctionnelle neuronale après lésion médullaire (SCI) grâce à une technologie implantable électro-activée. Concrètement le projet utilise des stimulations électriques microsecondes à haute tension (micropulses) et des courants continus de faible amplitude sur une combinaison de cellules souches (cellules souches neurales induites et cellules stromales multipotentes), dont la transplantation est facilitée par un biomatériau comportant des micro fibres et des micro électrodes. Le concept est que les micropulses sont capables d'imposer et de contrôler les oscillations cytosoliques du calcium et faciliteront ainsi la prolifération puis la différentiation neuronale. Ensuite les courants continus et les fibres présentent dans le biomatériau faciliteront et orienteront la croissance des axones.

Le ou la chercheur(se) post-doctorant(e) sera recruté(e) par le CNRS et travaillera au sein du laboratoire UMR 9018 METSY (Aspect métabolique et systémique de l'oncogenèse pour de nouvelles approches thérapeutiques) sous la direction du Dr Franck ANDRE et du Dr Lluis MIR. Ces derniers ont de nombreuses collaborations en France et en Europe, accueillant régulièrement des stagiaires de ces autres laboratoires. L'équipe a également des contacts industriels et une volonté de valoriser les résultats de la recherche.

Le/La candidat(e) bénéficiera du support de deux autres membres de METSY, également partiellement impliqués dans le projet : une post doctorante et un ingénieur d’étude biologiste. Le/la candidat(e) travaillera aussi en étroite collaboration avec les autres laboratoires partenaires également impliqués dans le projet. Il/Elle participera à toutes les réunions organisées par les consortiums.

Le laboratoire METSY est situé dans le pavillon de recherche 2 au sein de l'Institut Gustave Roussy à Villejuif. L'unité est composée de quatre équipes et de plus de 40 chercheurs, cliniciens, techniciens, stagiaires postdoctoraux et doctorants. Le laboratoire est doté d'équipements de pointe (ex. microscopie à fluorescence, cytométrie en flux, technologie Seahorse, culture cellulaire, etc.) et a un accès complet aux plateformes technologiques (ex. imagerie, génomique, transcriptomique, animalerie) gérées par l'Institut Gustave Roussy.