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.
  • 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/région Normandie, Synthesis of diazirines (Dia2M3), 2019-2022, porteur: V. Reboul, partenaire: Dr. X. Franck.
  • 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.
  • RIN (Chaire d’excellence), Détection et imagerie de fluorescence ultrasensible et multiplexé pour l’analyse des acides nucléiques (COBRA-FRET), 2019-2022, porteur: Niko HILDEBRANDT
  • RIN Emergence, Synthesis of clickable and caged phosphatidic acids analogues (PATOOLBOX), 2019-2022, porteur P.-Y. Renard (COBRA), partenaires S. Balieu (COBRA), A. Haefelé (COBRA), C. Sabot (COBRA), M. Montero (Univ. Rouen, Inserm – U1239 – DC2N) et N. Vitale (Univ. Strasbourg, CNRS UPR-3212 INCI).
  • RIN/LABEX 50%, Chemiluminescent probes for in vivo imaging (Chemilumi), 2018-2021, porteur : Pr P.-Y. Renard (COBRA), Partenaire : B. Vauzeilles , P. Durand (ICSN).
  • RIN doctorants 100%, Développement de nouvelles fonctions photoréactives pour la mise en évidence de processus biologiques, 2018-2021, porteur : C. Sabot, P.-Y. Renard.
  • 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: Niko HILDEBRANDT, partenaire: Thomas Just SORENSEN.
  • Institut National du Cancer (INCa), Place des microARN plasmatiques comme nouveaux biomarqueurs dans les cancers gynécologiques (cancer l’endomètre et de l’ovarie) (GYNO-MIR), 2017-2022, porteur: Geoffroy CANLORBE, Partenaire: Niko HILDEBRANDT

Actualités

Chimie bio-organique

Publication dans Nano Letters

Félicitations à Niko Hildebrandt de l’équipe Chimie Bio-Organique (COBRA) pour son article « When Nanoworlds Collide: Implementing DNA Amplification, Nanoparticles, Molecules, and FRET into a Single MicroRNA Biosensor » (https://doi org/10 1021/acs nanolett 1c01351) qui vient d'être publié dans Nano Letters (Impact Factor: 11 238)

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Chimie bio-organique

Niko Hildebrandt parmi les 2% des meilleurs chercheurs mondiaux.

Une étude internationale (par l’Université de Stanford, USA) intitulée "Updated science-wide author databases of standardized citation indicators" a récemment mesuré l'impact des citations scientifiques 160000 scientifiques - correspondant au top 2% mondial dans leurs domaines respectifs - ont vu leur production analysée de 1960 à 2019 et classée dans différents domaines scientifiques  Dans les listes publiées, Niko Hildebrandt est classé 770ème  (pour l’année 2019) et 882ème (depuis le début de sa carrière) sur 75210 chercheurs en nanosciences

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Membres

Sébastien BALIEU

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

Cécile BARBOT

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

François ESTOUR

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Xavier FRANCK

Directeur de recherche, CNRS

Thibault GALLAVARDIN

Chargé de recherche, CNRS

Géraldine GOUHIER

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Alexandre HAEFELÉ

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

Niko HILDEBRANDT

Professeur des universités, Université Paris-Saclay

Ludovic JEAN

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Franck LE DERF

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Stéphane LELEU

Maître de conférences, Université Rouen Normandie

Nadine MOFADDEL

Maître de conférences (HDR), Université Rouen Normandie

Pierre-Yves RENARD

Professeur des universités, Université Rouen Normandie

Cyrille SABOT

Chargé de recherche (HDR), CNRS

Julien VIEILLARD

Maître de conférences, Université Rouen Normandie