Chimie bio-organique (équipe 2)

Présentation

Responsable : Dr Xavier Franck

L’équipe de chimie bioorganique (CHIMBIO) a été créée en septembre 2003 avec la nomination de Pierre-Yves Renard au poste de professeur à l’Université de Rouen. En 2015, elle a fusionnée avec une partie de l’équipe de Chimie supportée et supramoléculaire, portant les effectifs à 13 permanents (2C et 11EC). Les derniers recrutements depuis 2015 concernent Thibault Gallavardin (CNRS en section 16) et Niko Hildebrandt (Professeur) dans le cadre d’une chaire d’excellence (mutation de l’Université Paris Saclay). L’effectif est maintenant de 15 permanents, répartis sur 2 sites (Mont Saint Aignan et Evreux).

L’objectif scientifique de l’équipe de chimie bioorganique est de développer et d’utiliser les compétences en bio-conjugaison, modification de surface, criblage, synthèse multiétape et imagerie pour créer des outils chimiques flexibles, faciles d’emploi, biocompatibles pour explorer la complexité des mécanismes du vivant. Les activités de l’équipe sont réparties en 7 axes : Chimie des fluorophores organiques ; Sondes pour l’imagerie ; Bioconjugaison et biodétection ; Fonctionnalisation de surfaces ; Méthodologie de synthèse et synthèse totale ; Chimie médicinale ; Lutte contre neurotoxiques organophosphorés

Axes de recherche

Axe 1 : Chimie des fluorophores organiques

Membres : Dr. X. Franck, Dr. T. Gallavardin, Dr. S. Leleu, Dr. P.-Y. Renard, Dr. C. Sabot

Synthèse de fluorophores basés sur la structure du produit naturel epicocconone, pour la protéomique, l’absorption biphotonique ou l’émission dans le proche infra-rouge. La synthèse de coumarines hydrosolubles à longueurs d’onde étendue a été finalisée, permettant de couvrir l’ensemble de spectre UV-Vis, ainsi que celle sur les dérives de sulforhodamines non symétriques émettant dans le proche-infra-rouge. Les propriétés photophysiques de motifs 1,5-benzodiazépin-2-ones ont été étudiées mettant en évidence des propriétés de fluorescence à l’état d’agrégation ou solide, , liée à un transfert de proton intramoléculaire à l’état excité (ESIPT).

Mots-Clés:

  • Epicocconone
  • Rhodamines
  • Benzodiazepinones
  • Fluorophores
  • ESIPT

Axe 2 : Sonde pour l’imagerie

Membres : S. Balieu, C. Barbot, F. Estour, G. Gouhier, A. Haefelé, L. Jean, P.Y. Renard

Cet axe est composé de plusieurs groupes avec leurs thématiques propres. L’équipe de G.G., F.E. et C.B. s’oriente vers le développement de sondes IRM plus spécifiques et plus efficaces basées sur des cyclodextrines permettant de meilleurs signaux IRM. L’équipe de P.-Y. R. développe plusieurs sujets liés à l’imagerie par fiuorescence. Ainsi, A.H. vise l’obtention de sondes chimiluminescentes pour la détection spécifique d’activités enzymatiques. Tandis que S. B. conçoit des sondes glycérophospholipidiques permettant de dégager des informations précises au niveau de leurs activités biologiques. Enfin, L. J. travaille sur la détection d’activités enzymatiques des cholinestérases via l’utilisation de sondes pro-fluorescentes.

Mots-Clés:

  • Fluorescence
  • Agent de Contraste pour l’IRM
  • Sonde chimiluminiescente
  • Sonde glycérophospholipidique
  • Sonde glycérophospholipidique

Axe 3 : Bioconjugaison et biodétection

Membres : Pr. N. Hildebrandt, Pr. P.-Y. Renard, Dr. C. Sabot

Des activités de bioconjugaison incluent le développement de nouvelles réactions biocompatibles qui trouvent des applications 1) en ligation chimiosélective pour faciliter la construction biomoléculaire et 2) en synthèse d’inhibiteurs enzymatiques dirigées par la cible biologique elle-même.

Des activités de biodétection incluent la spectroscopie et la microscopie de fluorescence pour des applications en diagnostic clinique et imagerie in-vitro et in-vivo.

Mots-Clés:

  • Agent de Contraste pour l’IRM
  • Chimie click in situ
  • Bioconjugaison
  • FRET
  • Nanoparticules

Axe 4 : Fonctionnalisation de surface

Membres : Pr Franck Le Derf, Dr Julien Vieillard, Dr Nadine Mofaddel

La fonctionnalisation de surface nous permet d’incorporer des ligands d’intérêt et des particules métalliques dans des matériaux métalliques, biosourcés ou textiles. Ces nouveaux matériaux sont ensuite utilisés :

  • Pour des applications en dépollution ou catalyse
  • Pour développer des dispositifs analytiques

Actuellement, nous travaillons sur :

  • La capture de CO2 atmosphérique et la dépollution d’eau (pollution organique ou inorganique
  • La réalisation de dispositions pour étudier des interactions peptide-protéine ou détecter la présence de contaminants (gadolinium, patuline dans l’eau)

Nous collaborons avec différentes universités françaises (Montpellier, Paris XIII, Paris Diderot, ENSAT) et étrangères (Canada, Brésil, Cameroun, Algérie, Tunisie)

Mots-Clés:

  • Dispositifs analytique
  • Sels de diazonium
  • Fonctionnalisation
  • Particules métalliques 
  • Dépollution

Axe 5 : Méthodologie de synthèse et synthèse totale

Membres : Dr X. Franck, Dr S. Leleu, Dr. P.-Y. Renard, Dr. C. Sabot.

L’équipe développe d’une part de nouvelles méthodologies afin d’accéder rapidement à des hétérocycles présentant des activités photophysiques particulières (ex. quinoxalinones fluorescentes, diazirines photoactivables), ou biologiques (ex. cadiolides, antibactériens), en vue de les optimiser. D’autre part, l’efficacité de ces méthodologies est illustrée par la synthèse totale de molécules naturelles de la famille des azaphilones telles que les chaetoviridines, permettant de réviser leur structure. 

Mots-Clés:

  • Quinoxalinones
  • Dioxinones
  • Réactions multicomposantes
  • Azaphilones
  • Hétérocycles

Axe 6 : Chimie médicinale

Membres : Dr L. Jean, Dr. P.-Y. Renard.

L’équipe a développé des composés multi-cibles (MTDLs) pour lutter contre les maladies neurodégénératives dont la maladie d’Alzheimer et 2) la synthèse de composés peptidomimétiques permettant de contrôler la formation de biofilms bactériens. Concernant le premier projet, l’équipe a pu développer de nouveaux ligands multi-cibles ciblant des enzymes et/ou récepteurs impliqués dans les processus neurodégénératifs. Plusieurs familles de ligands multi-cibles ont pu être développées ciblant l’acétylcholinestérase, la monoamine oxydase B (MAO-B), la glycogen synthase kinase-3 béta (GSK-3β) ou les récepteurs nicotiniques alpha 7 (nAChRs α7). Tous ces composés possèdent tous des activités in vitro prometteuses à l’échelle du nanomolaire ou submicromolaire

Mots-Clés:

  • Inhibiteur
  • Acétylcholinestérase
  • Ligands multi-cibles
  • Biofilm

Axe 7 : Lutte contre les agents organophosphorés neurotoxiques

Membres : Pr. P.Y. Renard, Dr. L. Jean, Pr. F. Estour, Pr. G. Gouhier

Des réactivateurs originaux de l’acétylcholinestérase ont été développées comme antidotes contre les intoxications aux composés neurotoxiques organophosphorés. Des études in vivo réalisés sur la souris ont donné des résultats prometteurs et certaines molécules sont à large spectre et sont capables de protéger contre une intoxication aux agents de guerre et aux pesticides. Des mimes d’enzymes utilisables pour la décontamination et basés sur des dérivés de cyclodextrine ont par ailleurs été obtenus et ont montré des activités très intéressantes notamment sur les agents neurotoxiques G. Des textiles auto-décontaminants intégrant ces dérivés sont en cours de développement.

Mots-Clés:

  • Agents neurotoxiques
  • Oximes
  • Réactivateurs
  • Cyclodextines
  • Epurateurs

Publications scientifiques

Retrouver l’ensemble des publications de l’équipe Chimie Bio-Organique (Equipe 2) dans la collection COBRA du portail HAL.

Liste des publications de l’équipe Chimie Bio-Organique

Financements

Liste des principaux financement de l’équipe Chimie bio-organique (Equipe 2) :

  • ANR-19-CE44, The pleiotropic cellular function of phosphatidic acid in the secretory pathway deciphered by a novel PA-toolbox (PA Box),  2019-2023, Porteur : N. Vitale (Univ. Strasbourg, CNRS UPR-3212 INCI), partenaires P.-Y. Renard (COBRA) ; S. Balieu (COBRA), A. Haefelé (COBRA), C. Sabot (COBRA), M. Montero (Univ. Rouen, Inserm – U1239 – DC2N).
  • ANR PRC, Lanthanide-Loaded Polymer Nanoparticles for Autofluorescence-Free In Vitro and In Vivo Biosensing and Imaging (LaPin), 2020-2024, porteur: Andreas REISCH, partenaire: Niko HILDEBRANDT.
  • ANR-21-CE29-0020, Multicomponent Analysis of Nano-Bio-Assemblies using Microfluidic Modulation (MANBAMM), 2022 – 2025, porteur: M. Werts (CNRS UMR8029, Rennes), partenaire: N. Hildebrandt.
  • ANR21-CE07-0046, Reactivity-based natural products discovery (REVERY), 2022-2026. Porteur X. Franck (COBRA), partenaire S. Prado (MNHN).
  • ANR-21-CE44-0018, Nouvelle génération de crosslinkers pour la spectrométrie de masse appliquée aux agents infectieux – (NEOCLASSIC), 2022-2026. Porteur C. Sabot (COBRA), partenaires M. Rey & G. Dumenil (Institut Pasteur).
  • EUR XL-Chem/Région Normandie: Synthesis of fluorophores and application to chemical biology (FLUOCHEMBIO), 2020-2023, porteur: Dr. X. Franck, partenaire: Pr. P. Karuso.
  • LABEX SynOrg, A toolbox to decipher glycerophospholipids (phosphatidylserine and phosphatidylinositol) roles in cellulo (PIPS), 2020-2024, Porteur : S. Balieu (COBRA), partenaires P.-Y. Renard (COBRA) N. Vitale (Univ. Strasbourg, CNRS UPR-3212 INCI, ITI Neurostra).
  • LABEX SynOrg, Synthèse d’oligosaccharides de sulfates de chondroïtine (CS) multivalents : nouveaux outils pour l’étude des interactions CS protéines. 2021-2024, Porteur : Pr. C. Lopin-Bon, Partenaire : Pr. G. Gouhier.
  • LABEX SynOrg/RIN, Lanthanide-to-quantum dot energy transfer for advanced biosensing and live-cell imaging (FRETiculous), 2021 – 2024, porteur: N. Hidebrandt

  • RIN Emergence, Développement de dérivés d’aurones comme inhibiteurs photo-activables de la Sphingosine Kinase 1 ((Photo-Sphingo), 2020-2022, porteur : L. Jean (COBRA, puis Paris Cité), Partenaire Pr O. Cuvillier (LCC, Toulouse).
  • Rin Emergence, Développement d’outils de bioconjugaison fluorogénique par photocatalyse : vers des applications en bio-imagerie (FluCaTool), 2021-2023, porteur : C. Sabot (COBRA).
  • RIN 50,  Design synthesis and applications of new solvatochromic dyes (SOLVADYE), 2023-2026, porteur : X. Franck (COBRA), Partenaire : Pr. P. Karuso (Université de Macquarie, Sydney)
  • RIN 50,   Dual stimuli responsive drug delivery systems under red light ( DUAL-STIM-LIGHT), 2023-2026, porteur : C. Sabot (COBRA), Partenaire : Pr. P. Kele ( ELTE University, Hongrie)
  • RIN Tremplin, NeurOncoChimie, 2021-2024, Porteur : Pr. G. Gouhier, Partenaire: Dr H. Castel.
  • RIN & University of Copenhagen, Nanoparticle-surface-spectroscopy – Probing nanosurface-environment interactions by Förster Resonance Energy Transfer (FRET) from lanthanide complexes to quantum dots (Nanosuspect), 2020-2023, porteur: N. Hildebrandt , partenaire: T. J. Sorensen.
  • RIN 100, Nouvelles nanoparticules ferrimagnétiques pour la dépollution des eaux industrielles. 2022-2025, porteur : G. Gouhier.
  • RIN/Horizon2020, WINNINGNormandy Fellowship of Carmen Gonzalez Garcia – Early cancer diagnosis by multiple time-resolved detection of miRNAs (multiTG-miRNAs), 2023 – 2025, porteur: N. Hildebrandt
  • RIN/Horizon2020, WINNINGNormandy Fellowship of Anne Nsubuga – Development of Theranostic Nanomaterials for Optical Imaging in the NIR-II Window and Photoactivated Chemotherapy (THERnanoSTICS), 2022 – 2024, porteur: N. Hildebrandt.
  • INSTITUT CARNOT I2C, Multiplexed Fluorescence Biosensing with Semiconductor and Polymer Nanoparticles (MULTIPLEX), 2021 – 2023, porteur: N. Hildebrandt, partenaire: Fraunhofer IAP (Potsdam, Allemagne).
  • INSTITUT CARNOT I2C international, Nouvelles nanoparticules ferrimagnétiques pour la dépollution des eaux industrielles. 2023-2024, porteur : G. Gouhier.
  • INSERM, Advanced Diagnostic of Colorectal Cancer: Liquid Biopsy Screening Using Time-Gated FRET (ACTION), 2021 – 2023, porteur: N.Hildebrandt
  • Infrastructure nationale France Life Imaging, Validation d’un nouveau matériau théranostique par IRM pour le traitement de cancers chimiorésistants , « Mathera » réseau thématique « agents d’imagerie moléculaire », 2023, porteur : G. Gouhier, partenaire : Université du Mans (IMMM), Université de Calgary (Canada).
  • Validation d’un nouveau matériau théranostique pour la libération contrôlée de témozomide dans le glioblastome, 2023-2025. Porteur : G. Gouhier, partenaires : ISTCT, UMR6030 CNRS, CNR-ISMN (Messina, Italie).
  • National Research Foundation of South Korea, Plasmon-Enhanced FRET for Ultrasensitive Multiplexed Biosensing (PLASMOFRET), 2021 – 2023, porteur: N. Hildebrandt.

Liste complète des financements en cours dans l’équipe Bio-organique (Équipe 2)

Actualités

Chimie bio-organique

Niko Hildebrandt has been awarded one of the three 2023 Advances in Measurement Science Lectureship Awards from the American Chemical Society

The Advances in Measurement Science Lectureship Award (https://axial acs org/analytical-chemistry/2023-advances-in-measurement-science-lectureship-award-winners) is co-sponsored by the journals Analytical Chemistry, ACS Sensors, Journal of Proteome Research, JASMS, ACS Measurement Science Au, and the ACS Division of Analytical Chemistry, and recognizes individuals who have made a recent and major impact in the field from three major geographic regions: the Americas; Europe, The Middle East, and Africa; and Asia-Pacific Niko Hildebrandt presents the region Europe, The Middle East, and Africa and he received the award for his work on FRET spectroscopy and microscopy for biosensing The other two recipients of the Award are Julia Laskin (Purdue University) for the Americas and Jian-Feng Li (Xiamen University) for Asia-Pacific The Awards will be presented at a dedicated

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Chimie bio-organique

Front Cover in Nano Letters

Our work is illustrated on the front cover of Nano Letters (https://pubs acs org/toc/nalefd/23/6)

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Chimie bio-organique

Publication in Analytical Chemistry

Very fruitful collaboration with Zongwen Jin (Shenzhen Institute of Technology, China) concerning Tb-based nucleic acid sensing (https://doi org/10 1021/acs analchem 2c02673)

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Chimie bio-organique

Publication in Inorganic Chemistry

Very fruitful collaboration with Olivier Sénèque (Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux, Grenoble) concerning lanthanide-based imaging (https://doi org/10 1021/acs inorgchem 2c03646)

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Chimie bio-organique

Publication in Nano Letters

Very fruitful collaboration with Tero Soukka (University of Turku, Finland) concerning FRET with upconversion nanoparticles (https://doi org/10 1021/acs nanolett 2c04899)

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Chimie bio-organique

Publication dans Dyes and Pigments

Félicitation à Nawel pour la synthèse de nouveau composés dicétonates de bore et pour avoir montré leur fluorescence à l’état solide Ces composés sont des pigments qui changent de couleur d’émission en passant de la forme de cristaux à la forme de poudre (mécanochromisme) (https://doi org/10 1016/j dyepig 2022 110829) « Unsymmetrical boron diketonates containing strong electron-donating groups as mechanochromic fluorescent solids »

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Chimie bio-organique

Publication dans ACS Applied Nano Materials

Félicitation à Huijun pour son article (https://doi org/10 1021/acsanm 2c02763) "Enzyme-Induced Silver Deposition on Gold Nanorods for Naked-Eye and Smartphone Detection of Acrylamide in Food" en collaboration avec Zhen-Lin Xu (Giangzhou, Chine)

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Chimie bio-organique

Publication dans Advanced Optical Materials

Félicitation à Iyanu pour sa contribution de spectroscopie avancée dans notre article (https://doi org/10 1002/adom 202201474) "Enhancing Near Infrared II Emission of Gold Nanoclusters via Encapsulation in Small Polymer Nanoparticles" en collaboration avec Andreas Reisch (Université de Strasbourg) et Xaviel Le Guével (Institute for Advanced Biosciences, Grenoble)

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Chimie bio-organique

Publication dans Cancers

Notre article (https://doi org/10 3390/cancers14194864) "Novel Insights into Redox-Based Mechanisms for Auranofin-Induced Rapid Cancer Cell Death" en collaboration avec Michel Lepoivre et Meng-Er Huang (Institut de Chimie des Substances Naturelles, Gif-sur-Yvette) vient d'être publié

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Chimie bio-organique

Congrats to Pierre for his ACS Best Poster Award !

Pierre Dubois-Geoffroy received the ACS Best Poster Award for his PhD work to develop multi-target directed antidotes (MTDA) against organophosphate nerve agents during the 14th International Meeting on Cholinesterases and 8th International Conference on Paraoxonases held in Bologna

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Membres

Sébastien BALIEU

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

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Cécile BARBOT

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

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François ESTOUR

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

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Xavier FRANCK

Directeur de recherche, CNRS

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Thibault GALLAVARDIN

Chargé de recherche, CNRS

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Géraldine GOUHIER

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

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Alexandre HAEFELÉ

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

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Niko HILDEBRANDT

Professeur des universités, Université Paris-Saclay

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Franck LE DERF

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

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Stéphane LELEU

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

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Nadine MOFADDEL

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

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Pierre-Yves RENARD

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

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Cyrille SABOT

Directeur de recherche, CNRS

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Julien VIEILLARD

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

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