lundi 22 juin 2020

Offre de thèse

Valorisation de peptides bioactifs pour des applications neuromodulatrices : développement de la planaire comme modèle simplifié d’études in vivo du système nerveux pour un criblage fonctionnel haut débit
 
Champs scientifiques : Neurophysiologie, éthologie, biologie cellulaire et moléculaire
Mots clés : système nerveux, invertébrés, comportement, imagerie cellulaire, voies de signalisation
Laboratoire d’accueil : BTSB, Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives, Institut National
Universitaire Champollion d’Albi, France
Ecole doctorale de rattachement :  SEVAB- ED458 « Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingénieries »
Etude
Contexte :  La  médecine  comme  l’agriculture  sont  en  recherche  permanente  de  nouvelles  molécules sélective,  avec  moins  d’effets  secondaires  sur  l’homme  et/ou  l’environnement.  Les  peptides  bioactifs répondent à ces exigences de par leur structure tridimensionnelle leur conférant une spécificité/nouveauté de cible  et de par leur biodégradabilité. Le venin produit par les animaux représente une source variée de peptides bioactifs et certains sont déjà commercialisé : le PRIALT® (ziconotide) (cônes marins) ou le Spear-T (araignée).  Grâce à la méthode vénomique, l’équipe BTSB a identifié chez plusieurs espèces, une centaine de  peptides  potentiellement  bioactifs.  Certains  sont  identifiés  comme  immunomodulateurs  ou insulinotropes, et des premiers tests d’activités ont montré, pour d’autres, un effet neuromodulateur ou insecticide
Actuellement,  des  tests  in  vitro  sont  disponibles  mais  les  approches  in  vivo  sont  plus  difficiles  à mettre en place (complexité des systèmes nerveux (SN), règles éthiques). Déjà utilisé comme modèle pour la régénération  (McConnell, Jacobson et al. 1959, Newmark, Wang et al. 2008, Oviedo, Nicolas et al. 2008, Salo and Agata 2012, Ross, Currie et al. 2017),  la planaire émerge comme un modèle simplifié d’étude du SN (Buttarelli, Pellicano et al. 2008, Blackiston, Shomrat et al. 2015, Hagstrom, Cochet-Escartin et al. 2015, Monjo and Romero 2015, Hagstrom, Cochet-Escartin et al. 2016, Ross, Currie et al. 2017)  qui présente toutes les caractéristiques du SN des vertébrés et invertébrés  supérieurs  (Ribeiro, Vollaire et al. 2005, Buttarelli, Pellicano et al. 2008, Nishimura, Kitamura et al. 2008, Monjo and Romero 2015, Ross, Currie et al. 2017)  et ou  le  mécanisme  de  nociception  y  est  conservé  (McConnell,  Jacobson  et  al.  1959).  C’est  un  organisme invertébré endémique  dont  nous maîtrisons  l’élevage  et  qui  ne  fait  pas  l’objet  d’une  réglementation en expérimentation animale.
Objectifs :  L’objectif de cette thèse est de développer la planaire comme modèle d’étude in vivo  pour évaluer et comprendre précisément les effets de peptides sur les voies de signalisation nerveuse pouvant conduire à  des  effets  toxiques  (Casida  and  Durkin  2013)  ou  modulateurs  de  la  douleur.  Les  peptides  seront sélectionnés  pour  leurs  effets  déjà  connus  ou  pour  leur  identité  de  séquence  avec  des  peptides  déjà identifiés.  Le  projet  de  thèse  associera  des  approches  comportementales  à  des  approches  cellulaires (marquage, neurophysiologie) et moléculaires (RNAi, expression de gènes). La phase de validation des tests sera  réalisée  sur  des  molécules  dont  les  cibles  neurologiques  et  les  modes  d’action  sont  connus (néonicotinoïdes, antalgiques et myorelaxant). 
Méthode :  Dans le cadre d’une valorisation industrielle des peptides bioactifs, la compréhension de leurs mécanismes d’action est indispensable. L’effet d’une molécule de référence (pesticides ou médicaments) dont on connaît les cibles sera comparé à celui de peptides neuroactifs sélectionnés avec une cytotoxicité limitée.
Dans cette thèse, la priorité est de mettre au point un test in vivo  de criblage fonctionnel simple et haut débit permettant de révéler rapidement l’effet de ces peptides sur le SN. Elle est construite en deux tâches principales qui consisteront 1) à mettre au point, à partir de molécules de référence, les méthodes permettant  de  révéler  des  perturbations  du  fonctionnement  du  SN  de  la  planaire.  Ces  méthodes s’appuieront sur les outils de référence de  la littérature et/ou déjà existants au laboratoire.  Durant cette phase, les peptides neuroactifs seront également sélectionnés. 2) à évaluer les effets sur le SN des peptides présélectionnés en mobilisant l’ensemble des techniques développées durant la tâche I.
Le (la) candidat(e) sera amené(e) à pratiquer la neurophysiologie, l’élevage des planaires, l’imagerie cellulaire, les tests comportementaux, les analyses physiologiques et moléculaires (ex  : survie, transcriptomique, …), les tests d’(éco)toxicité, etc...
Présentation établissement et labo d'accueil
Equipe « Biochimie et Toxicologie des Substances Bioactives » est une équipe pluridiciplinaire basé àl’INU Champollion à Albi (Tarn, France)
Créé en 2015, l'INU Champollion est un établissement public d'enseignement supérieur et de recherche implanté à Albi, Rodez et Castres en France. Pluridisciplinaire et multisite, il organise des formations préparant aux diplômes nationaux de Licences, Licences professionnelles, et Masters. Ses activités de recherche s'inscrivent dans le cadre de l'Université Fédérale de Toulouse Midi-Pyrénées.
Les objectifs scientifiques de l’équipe BTSB sont de proposer des réponses aux problématiques sociétales liées à l’apparition de phénomènes de résistances en médecine humaine, vétérinaire, en agronomie et à l’impact des substances bioactives (médicaments, phytosanitaires) sur l’environnement. L’équipe effectue des recherches pluridisciplinaires basées sur l’utilisation d’espèces terrestres (fourmis, mouches) et aquatiques (escargots et planaires). Les compétences de l’équipe couvrent la biochimie, la biologie cellulaire et moléculaire, l’écotoxicologie, la physiologie et le comportement : cette grande diversité représente un véritable atout pour mener des projets pluridisciplinaires.
Site web : https://btsb-albi.fr/
Directeurs de thèse : Elsa Bonnafé (BTSB, INUC Albi) et Caroline Vignet (BTSB, INUC Albi)
Profil recherché – Une formation en neurophysiologie cellulaire et moléculaire. Des notions en éthologie seront appréciées ainsi qu’une expérience sur des modèles invertébrés (élevage, test d’(éco)toxicité). Des compétences en traitement de données sont indispensables.
Contacts : Elsa Bonnafé et Caroline Vignet
elsa.bonnafe@univ-jfc.fr et caroline.vignet@univ-jfc.fr
Pour candidater : merci d’envoyer votre dossier avant le 31 aout 2020 comportant les 3 éléments
suivants :
i) lettre de motivation, ii) des lettres de recommandation (avec coordonnées des personnes référentes),
iii) relevé des notes de master.
Information : Contrat doctoral sur financement « Région Occitanie/ Université Champollion » Brut
mensuel : 1 768 €/ Net mensuel : 1 414 €
Début de la thèse : 1 décembre 2020
Bibliographie :
Blackiston, D. J., T. Shomrat and M. Levin (2015). "The stability of memories during brain remodeling: A perspective." Commun Integr Biol 8(5): e1073424.
Buttarelli, F. R., C. Pellicano and F. E. Pontieri (2008). "Neuropharmacology and behavior in planarians: translations to mammals." Comp Biochem Physiol C Toxicol Pharmacol 147(4): 399-408.
Casida, J. E. and K. A. Durkin (2013). "Neuroactive Insecticides: Targets, Selectivity, Resistance, and
Secondary Effects."  58(1): 99-117.
Hagstrom, D., O. Cochet-Escartin and E.-M. S. Collins (2016). "Planarian brain regeneration as a model system for developmental neurotoxicology." Regeneration (Oxford, England) 3(2): 65-77.
Hagstrom, D., O. Cochet-Escartin, S. Zhang, C. Khuu and E. M. Collins (2015). "Freshwater Planarians as an Alternative Animal Model for Neurotoxicology." Toxicol Sci 147(1): 270-285.
McConnell, J., A. L. Jacobson and D. P. Kimble (1959). "The effects of regeneration upon retention of a conditioned response in the planarian." J Comp Physiol Psychol 52(1): 1-5.
Monjo, F. and R. Romero (2015). "Embryonic development of the nervous system in the planarian Schmidtea polychroa." Dev Biol 397(2): 305-319.
Newmark, P., Y. Wang and T. Chong (2008). Germ Cell Specification and Regeneration in Planarians.
Nishimura, K., Y. Kitamura, Y. Umesono, K. Takeuchi, K. Takata, T. Taniguchi and K. Agata (2008).
"Identification of glutamic acid decarboxylase gene and distribution of GABAergic nervous system in the planarian Dugesia japonica." Neuroscience 153(4): 1103-1114.
Oviedo, N. J., C. L. Nicolas, D. S. Adams and M. Levin (2008). "Planarians: a versatile and powerful model system for molecular studies of regeneration, adult stem cell regulation, aging, and behavior."
CSH Protoc 2008: pdb.emo101.
Ribeiro, C. A. O., Y. Vollaire, A. Sanchez-Chardi and H. Roche (2005). "Bioaccumulation and the effects of organochlorine pesticides, PAH and heavy metals in the Eel (Anguilla anguilla) at the Camargue Nature Reserve, France." Aquatic Toxicology 74(1): 53-69.
Ross, K. G., K. W. Currie, B. J. Pearson and R. M. Zayas (2017). "Nervous system development and
regeneration in freshwater planarians."  6(3): e266.
Salo, E. and K. Agata (2012). "Planarian regeneration: a classic topic claiming new attention." Int J Dev Biol 56(1-3): 3-4.