IRP B3LAB

L’objectif de cet IRP est de donner une nouvelle dimension à cette collaboration et une vision à plus long terme, en créant un pôle de compétences international de haut niveau pour développer des recherches fondamentales en lien avec des défis sociétaux pour l’amélioration de la santé des personnes. Il se décline en trois axes de recherches scientifiques complémentaires dans les domaines (i) des biointerfaces, (ii) des biominéraux et (iii) des biomatériaux et biocéramiques et de leur application en médecine régénérative ou en recherche sur le cancer

Programme scientifique concis :

Le projet IRP « B3Lab » associe des partenaires français et brésiliens qui travaillent ensemble depuis 2005 pour certains d’entre eux (IS2M, UFRJ), et depuis 2009 pour les autres (IRCER, CBPF).
L’objectif de cet IRP est de donner une nouvelle dimension à cette collaboration et une vision à plus long terme, en créant un pôle de compétences international de haut niveau pour développer des recherches fondamentales en lien avec des défis sociétaux pour l’amélioration de la santé des personnes. Il se décline en trois axes de recherches scientifiques complémentaires dans les domaines (i) des biointerfaces, (ii) des biominéraux et (iii) des biomatériaux et biocéramiques et de leur application en médecine régénérative ou en recherche sur le cancer.
La coopération entre les groupes de ce projet aux compétences scientifiques et techniques complémentaires offre une possibilité unique de mener l’étude de l’interaction entre les cellules et les substrats, de l’échelle macroscopique des objets biologiques aux échelles nanométriques et atomiques. D’un point de vue scientifique, une meilleure compréhension de ces interactions entre les matériaux et les cellules ou les tissus vivants est attendue, ce qui présentera un intérêt certain pour les communautés scientifiques brésiliennes et françaises en termes de diffusion du savoir acquis par les résultats scientifiques.
Une autre ambition de cet IRP est de créer un environnement international et pluridisciplinaire pour la formation universitaire d’étudiants en doctorat ou en master brésiliens et français, et de favoriser et pérenniser l’échange d’étudiants de second et troisième cycles entre les universités impliquées. Nous souhaitons également promouvoir l’ouverture à la pluridisciplinarité de nos étudiants par la création de cycles de cours et/ou de conférences donnés en présentiel ou à distance par des chercheurs seniors de l’IRP pour les étudiants en master des universités françaises et brésiliennes de Limoges, Mulhouse et Rio de Janeiro (UFRJ, UniGranRio).
L’un des buts ultimes du projet est de contribuer à la formation de chercheurs indépendants bien préparés dès le début de leur carrière (par exemple des doctorants), capables de réflexion et de leadership, et qui à terme pourront diriger une équipe internationale et établir des collaborations internationales dans tous les domaines de recherche attenant au projet afin de contribuer significativement aux avancées scientifiques et techniques dans les domaines de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative. Enfin, un autre bénéfice pourra concerner l’amélioration de la santé et du bien-être de la population dans son ensemble, grâce aux applications potentielles qui pourront émerger de ce programme de recherche.

Complémentarité des équipes :

L’IS2M mène des activités de recherche sur l’analyse des interactions entre vivant et matériaux et plus particulièrement sur la mécanobiologie de cellules saines ou cancéreuses à la surface des matériaux. Le groupe de recherche « Biocéramiques » de l’IRCER développe des activités centrées sur l’élaboration de dispositifs céramiques phosphocalciques de composition chimique et d’architecture contrôlées pour des applications en chirurgie osseuse. Les deux groupes, pluridisciplinaires, possèdent une expertise complémentaire à l’origine de collaborations de longue date pour une meilleure compréhension des phénomènes se produisant à l’interface biocéramique/cellules osseuses humaines, nécessaire au développement de dispositifs implantables aux performances accrues.
Le coordinateur brésilien du projet (Pr Alexandre Rossi) est chercheur statutaire du Centre Brésilien de Recherche en Physique (CBPF) dont la tutelle unique est le CNPq, organisme national de recherche équivalent du CNRS au Brésil. Son classement en tant que chercheur est le grade 1b qui est juste en-dessous du grade maximum (1a). Le Pr A. Rossi apporte au projet des compétences en physique et en science des matériaux qui concernent à la fois la synthèse de biomatériaux céramiques ou composites (polymère/céramique), leur caractérisation à l’échelle nanométrique par des techniques de pointe en microscopie et spectroscopie ainsi que leur évaluation biologique in vivo. Par ce positionnement, son groupe est parfaitement complémentaire de celui de l’IRCER de Limoges qui a des compétences reconnues en synthèse, mise en forme, fonctionnalisation chimique et caractérisations physico-chimiques et biologiques in vitro de ces biocéramiques. Ces deux équipes entretiennent des collaborations communes depuis plus de 10 ans.
L’autre partenaire brésilien du projet (Pr Marcos Farina) est professeur à l’Institut de Sciences Biomédicales de l’Université Fédérale de Rio de Janeiro et a le grade 1a. Il est également physicien et développe des recherches sur la biominéralisation osseuse et les biocéramiques notamment par des techniques de microscopie électronique. Il dirige un groupe qui comprend aussi de nombreux biologistes intéressés par les mécanismes de dégénérescence cancéreuse ou la formation osseuse par des cellules souches. Il collabore avec le Pr A. Rossi depuis plus de 10 ans et ils ont coordonné ensemble de nombreux projets brésiliens. Avec d’autres groupes de recherche de Rio de Janeiro qui seront aussi impliqués dans cet IRP, ils appartiennent à l’Institut National Brésilien de Science et Technologie en Médecine Régénérative REGENERA (https://www.inctregenera.org.br/). Le Pr Farina collabore depuis 2005 avec l’IS2M pour l’étude des interactions cellules/biomatériaux et a codirigé 3 thèses et un chercheur post-doc (Dr P. Rougerie) avec le Dr K. Anselme. Il apportera également une meilleure connaissance des phénomènes et mécanismes de minéralisation osseuse à l’interface biomatériau/vivant pour le développement de biocéramiques aux performances accrues à l’IRCER.

Rappel du contexte de la coopéaration et des relations existantes :

Le projet B3Lab associe des partenaires français et brésiliens qui ont commencé à travailler ensemble en 2005 pour certains d’entre eux (IS2M, UFRJ), et en 2009 pour les autres (IRCER, CBPF). Les partenaires du projet B3Lab ont en effet, déjà bénéficié ensembles d’un projet CAPES-COFECUB financé par les Ministères de l’Education brésiliens (CAPES) et français (Campus France) de 2009 à 2012, d’un projet CNRS-CNPq en 2012-2013, d’un projet financé par le gouvernement brésilien de 2014 à 2017 (Karine Anselme a été chercheure invitée dans le cadre du programme CAPES Science sans frontières) et d’un projet PICS du CNRS de 2017 à 2019. Dans le cadre de ces projets, plus de 7 chercheurs confirmés, 5 chercheurs post-doc, 7 étudiants de doctorat et 2 étudiants de master ont été accueillis dans les laboratoires partenaires français et brésiliens.

Perspectives industrielles ou attendues du projet :

Compte tenu du caractère fondamental du projet en recherche scientifique amont, les perspectives industrielles immédiates du projet seront limitées. Toutefois les problématiques auxquelles il s’adresse s’inscrivent dans des défis sociétaux importants en termes de santé publique et de bien-être des populations. Le développement de nouveaux biomatériaux aux performances accrues pour l’ingénierie des tissus osseux est susceptible d’intéresser les acteurs socio-économiques français du domaine de la Santé, notamment les hôpitaux et des industriels du secteur biomédical. La première filière concerne les entreprises fabriquant des implants à base de céramique pour des applications en chirurgie orthopédique, chirurgie réparatrice osseuse, chirurgie maxillo-faciale et dentaire et qui mettent en œuvre des technologies de fabrication additive des biocéramiques (3D Ceram, ICeram par exemple à Limoges). La seconde filière concerne l’industrie du médicament pour la fabrication de dispositifs de délivrance de principes actifs ou pour le traitement de pathologies cancéreuses. Des brevets signés par les personnes impliquées pourront être rédigés de façon à protéger la PI de chaque partenaire en fonction de son apport dans le projet.

Avantages attendus de la collaboration pour les laboratoires français

Cette collaboration permet aux laboratoires français d’avoir accès à des compétences en biologie cellulaire et à des techniques de caractérisation, plus particulièrement à une échelle nanométrique, des biomatériaux et des tissus minéralisés complémentaires à celles mises en œuvre par l’IS2M et l’IRCER (ex. histologie, microscopies optique et électronique haute résolution). Les partenaires brésiliens réalisent notamment eux-mêmes des analyses sur le synchrotron de Campinhas d’un grand intérêt scientifique. Elle permettra aussi aux partenaires français de réaliser plus facilement des essais in vivo chez l’animal grâce aux membres brésiliens de l’institut REGENERA
Ces caractérisations fourniront de nouvelles perspectives dans la compréhension des biomatériaux notamment des phénomènes qui se produisent à l’interface matériau/vivant apportant ainsi de la valeur ajoutée aux connaissances scientifiques des laboratoires français sur le potentiel applicatif des biomatériaux céramiques ou polymères et/ou de surfaces fonctionnalisées préparés à l’IRCER et à l’IS2M.
De plus, la collaboration donnera la chance aux partenaires français de participer à la formation de jeunes chercheurs brésiliens et à développer une interdisciplinarité dans leurs enseignements qui n’existe encore que très peu dans la formation par et pour la recherche au Brésil.

    Participants

    • Karine Anselme, Coordinator France