Ecrin 2005 - Biologie, biotechnologies et santé

ACTIVITÉS
© IBS/CEA
DOMAINE
DOMAINE BIOLOGIE
BIOTECHNOLOGIES
ET SANTÉ
Directeur
Françoise xavier
CNRS, Ecrin
AGENCE NATIONALE
DE LA RECHERCHE,
ECRIN (ANR, ECRIN)
PROGRAMME RÉSEAU
INNOVATION
BIOTECHNOLOGIQUE (RIB)
Chargé de mission
Dominique Von Euw
CNRS, ECRIN
Assistante
Marie-France Penazzi
Ecrin
PÔLE BIOLOGIE
INTÉGRATIVE
Responsable scientifique
Françoise Xavier
CNRS, Ecrin
ESPACE DÉVELOPPEMENT
Métamodèle et langage
de modélisation
Cellules rares : potentialités et freins
à leur utilisation en diagnostic
et thérapeutique
Gestion et animation
Virginie Sivan
ANR, Ecrin
Dominique Von Euw
CNRS, Ecrin
Responsable
Magali Roux Rouquié
CNRS
Responsables
Alexandra Fuchs, François Châtelain
CEA
Gestion informatique
Fabrice Pigenel
ANR, Ecrin
Logistique
Marie-France Penazzi
Ecrin
Activités 2005 •
19
Le Domaine Biologie, biotechnologies et santé est,
depuis 2004, en pleine restructuration et recentrage de
ses activités pour essayer d’intégrer dans son fonctionnement l’évolution constante de la « nouvelle biologie »
et des biotechnologies. Ces disciplines, en effet, s’imposent de plus en plus dans le monde des grands
acteurs de l’économie, industriels et financiers. Alors
que les investisseurs avaient boudé le secteur depuis
plus de trois ans, à partir de 2003, la hausse des investissements européens a été largement portée par les
sciences de la vie, particulièrement dans les entreprises de biotechnologies. Les montants investis dans
ce domaine ont dépassé ceux des technologies de l’information (Cahiers du Monde, 30 novembre 2004).
Dans ce contexte, le Domaine a recentré ses activités
autour des nouvelles technologies et de la santé, guidé
par trois mots clés prioritaires : multidisciplinarité,
valorisation et transfert.
Réunions
Journée ECRIN
« Diagnostic
biologique :
Technologies
émergentes et marchés
du futur »
Septembre 2004,
ministère de l’industrie
Groupes de travail
Cellules rares :
Potentialités et freins
à leur utilisation
en diagnostic
et thérapeutique
2 réunions depuis
mars 2005
© CNRS Photothèque – Maximilien Vernandel
Métamodèle et langage
de modélisation
4 réunions depuis
septembre 2004
Imagerie médicale
de demain : représentation
3D d’une branche vasculaire
à l’intérieur d’une tête
en représentation filaire.
Elle résulte d'une mise
en correspondance
tridimensionnelle
de données issues
de systèmes d'imageries
projectives
et tomographiques
d'angiographie cérébrale
par rayons X (2D) et de
l'imagerie par résonance
magnétique (IRM).
20
B I O T E C H N O L O G I E S
Les biotechnologies dans le domaine de la santé imposent une démarche scientifique et organisationnelle transversale qui nécessite de créer tout un panel de nouveaux
outils et d’analyses miniaturisées au service du diagnostic
et de la thérapie. Cette démarche requiert non seulement
la collecte et l’organisation dynamique de l’ensemble
des informations biologiques, quelles qu’en soient les
sources, mais aussi un processus de modélisation des
fonctionnements physiologiques permettant une meilleure
compréhension du vivant. C’est ce que nous essayons de
mettre en œuvre au sein du domaine par les différentes
activités résumées ci-dessous qui sont développées dans
le chapitre « Biologie, biotechnologies et santé » de
Technologies du futur - Enjeux de société (Ecrin,
Omniscience, 2005), qu’il s’agisse de santé humaine ou
de santé des plantes.
E space développement
C’est une nouvelle structure initiée en 2004 par le
président du Club Biotechnologies et son Comité de
pilotage pour transformer le Club en une structure
moins formelle, au fonctionnement plus souple et
d’une plus grande efficacité. Ses activités sont
consacrées au montage de projets au sein de groupes
de travail (GT). Un comité stratégique à géométrie
variable, renforcé par des experts des thématiques
développées, lui est associé. Il n’est pas envisagé, au
sein de cette structure, de prendre en considération
tous les secteurs d’application des biotechnologies.
Nous avons choisi de développer certains aspects liés
aux nouvelles approches technologiques dans le
secteur de la santé.
• Activités 2005
E T
S A N T É
La première action menée dans le cadre de l’Espace
développement a été d’organiser, le 17 septembre 2004,
une journée Ecrin sur le « Diagnostic biologique : technologies émergentes et marchés du futur ». Elle a
permis de faire le point sur les nouveaux microsystèmes
(biopuces) et leurs applications dans le secteur de la santé
humaine, ainsi que sur les marchés du futur que représentent le vieillissement de la population et les pays en
développement. Les nombreuses discussions qui se sont
engagées entre chercheurs et responsables du public et
du privé ont permis de dégager plusieurs thèmes d’intérêt
pour des projets à plus ou moins court terme.
C’est dans ce contexte que le projet Cellules rares :
potentialités et freins à leur utilisation en diagnostic et
thérapeutique a été mis en place en mars 2005, au sein
d’un GT réunissant biologistes, biotechnologues, médecins
et mathématiciens. Les cellules rares, telles les cellules
souches adultes, les cellules fœtales circulantes du sang
maternel et les cellules immunes « naturellement » thérapeutiques, suscitent aujourd’hui un immense intérêt pour
leur potentialité dans le diagnostic et la thérapie. Identifier,
récupérer et isoler ces cellules présentes en quantités
infinitésimales dans l’organisme, sont autant de défis
technologiques pour pouvoir les analyser et exploiter toutes
leurs potentialités. Les objectifs sont :
• Identifier les potentialités des cellules rares dans la
thérapie et le diagnostic et les freins au développement,
tant du point de vue technologique que du point de vue
éthique et réglementaire.
Réseau d’électrodes multiplexées c’est-à-dire
contrôlables une à une. Illustration d’une section
dans laquelle des cages de potentiel ont été générées,
au-dessus des électrodes, pour manipuler
individuellement chacune des cellules présentes
dans une petite population.
© Silicon Biosystems, 2001
B I O L O G I E ,
B I O L O G I E ,
B I O T E C H N O L O G I E S
E T
S A N T É
© Unité de thérapie cellulaire, Hôpital Saint-Louis, Paris, AP/HP
Culture de cellules
à usage thérapeutique.
• Faire connaître les nouvelles technologies en cours de
développement (biopuces, puces à cellules, microtrieurs) qui pourraient lever certaines barrières techniques.
• Identifier d’autres axes de recherche qui mériteraient
un développement prioritaire pour ce projet (technologies,
marqueurs spécifiques, disponibilité de tissus, verrous
éthiques…).
P ôle Biologie intégrative
L’approche intégrative et systémique des phénomènes
biologiques nécessite de collecter et d’organiser de
façon dynamique l’ensemble des informations
biologiques quelles qu’en soient les sources. Les
systèmes vivants sont des systèmes complexes
constitués de vastes réseaux d’interactions. Le projet
(Systems Biology-Unified Modeling Language). Ce métamodèle est basé sur une organisation distincte des données
de structure (propriétés intrinsèques) et de comportement
(état et variables d’état dépendant du contexte) des entités
biologiques, quel que soit le niveau d’intégration. L’objectif
est de fournir à moyen terme un outil d’inférence, de
pronostic ou de diagnostic permettant, par exemple, de faire
le lien entre phénomènes moléculaires et pathologies.
Comment développer un langage universel pour le vivant ?
Que faut-il faire et ne pas faire ? Tels ont été les thèmes
de réflexion de la dernière réunion du comité de pilotage
de ce GT. L’implémentation de cette nouvelle approche de
représentation du vivant sur de larges domaines de connaissance ne peut être ciblée à court terme et demande des
Publications
« Le diagnostic
biologique »,
Recherche, technologie
et société (revue Ecrin),
janvier 2005,
numéro 58, pp. 18-23.
Technologies
du futur - Enjeux
de société, chapitre 2
Biologie,
biotechnologies et
santé, Omniscience,
mars 2005, pp. 39-76.
Métamodèle : Intégration
sémantique de données.
Modélisation physiologique à visées thérapeutiques
Pour répondre aux besoins d’intégration sémantique de la
biologie, notamment à haut débit, le GT Métamodèle et
langage de modélisation a été mis en place. Il réunit informaticiens, mathématiciens, biologistes, physiologistes et
médecins pour développer une approche unifiée, homogène,
voir même standardisée, de représentation et d’exploitation
des données en « biologie-médecine-santé ». Il s’agit
de décrire l’état et le comportement des composantes
biologiques aux différentes échelles du vivant (molécule,
organite, cellule, tissu, organisme, population), en étendant
la technologie des bases de données à celle des mondes
virtuels. La stratégie adoptée est fondée sur la métamodélisation et, plus particulièrement, le métamodèle SB-UML
© Magali Roux , LIP6 CNRS
a été à l’origine de la création de ce pôle. Ce sujet a fait
l’objet de plusieurs conférences et publications.
21
B I O L O G I E ,
Table ronde
Micro/Nanotechnologies et biologie :
les métiers
Salon des formations
& métiers scientifiques
14 janvier 2005,
Cité des sciences et de
l’industrie de la Villette
B I O T E C H N O L O G I E S
moyens importants. L’approche basée sur des objets dynamiques trouvera probablement son plein essor dans l’intégration des nouvelles connaissances. Compte tenu de la
nature exponentielle actuelle du flux de données généré
particulièrement par les approches génomiques, il est
essentiel de mener rapidement ce travail de réflexion, afin
de prendre en compte le plus tôt possible ce flux de
manière optimale.
R éseau innovation et
biotechnologies du programme ANR
Centrale Santé :
Profession
Bio-Entrepreneur 2005
Invité d’honneur :
le JETRO (Japan External
Trade Organisation)
Paris
Les biotechnologies :
secteur clé pour
l’investissement
au Japon
Les 15 et 16 mars 2005,
Palais des congrès
à Paris
Le Réseau innovation et biotechnologies (RIB) du
programme ANR (Agence nationale de recherche) a été
mis en place en 2004 conjointement par le ministère de
l’économie, des finances et de l’industrie et le ministère
délégué à la recherche, en partenariat avec le ministère
de la défense et le ministère de la santé. Il vise à
promouvoir les applications des biotechnologies dans le
domaine de la santé humaine, mais également dans
d’autres domaines, comme l’environnement, afin de
réduire les nuisances, et les bioprocédés industriels
pour induire des gains de productivité. Il a pour but de
soutenir et de consolider ce secteur en ciblant prioritairement les enjeux scientifiques et technologiques les plus
pertinents d’un point de vue industriel, économique et
sociétal. Il s’adresse à tous les acteurs du domaine des
biotechnologies : entreprises (PME, start-up), laboratoires pharmaceutiques, laboratoires académiques… qui
pourront ainsi s’associer, au travers de partenariats
public/privé ou privé/privé. Le porteur de projet est obligatoirement une entreprise.
Les appels à projets du programme RIB sont lancés, a
priori, une fois par an. Le premier appel à projets, lancé
22
S A N T É
par les ministères en 2004, avait pour objet la lutte
contre le terrorisme biologique : prévention, diagnostic,
décontamination, traitement… Ce programme a été
repris début 2005 par le GIP-ANR (groupement d’intérêt
public-Agence nationale de la recherche) qui en assure
maintenant la responsabilité et en définit les orientations. Le GIP-ANR a ainsi lancé un appel à projets
pour 2005 et les projets sélectionnés démarreront au
dernier trimestre de l’année 2005. Comme pour chaque
programme dont le GIP-ANR n’assure pas intégralement la gestion, une structure « support » est désignée.
Le GIP-ANR a choisi le Domaine Biologie, biotechnologies et santé d’Ecrin pour assurer les missions d’animation scientifique du programme, d’évaluation et de suivi
des projets, après leur validation par le GIP-ANR. Cette
équipe a aussi réactualisé le site Web, point de contact
du RIB, qui avait été réalisé en 2004 conjointement par
le ministère délégué à la recherche et le ministère de
l’économie, des finances et de l’industrie
(http://www.innobiotech.org).
Le Domaine Biologie, biotechnologies et santé a été
impliqué dans de multiples manifestations. Citons :
• la table ronde « Micro / Nanotechnologies et biologie :
les métiers » au Salon des formations et métiers scientifiques qui s’est tenu le 14 janvier 2005 à la Cité des
sciences et de l’industrie de la Villette ;
• le colloque « Bio-entrepreneurs 2005 » organisé par
Centrale Santé au Palais des congrès de Paris qui
a permis de rencontrer de nombreux représentants
du domaine des biotechnologies, chercheurs et
décideurs académiques et industriels, investisseurs et
financiers ;
• enfin, la participation à l’exercice Technologies clés
2010 organisé par la DGE (Direction générale des
entreprises) : groupe de travail Besoins quotidiens.
Source : Japan Bioindustry Association
Augmentation continue
du nombre de start-ups
de biotechnologies
au Japon depuis 1995,
d'après Seiji Hirasaki,
Profession
Bio-Entrepreneur 2005
E T
• Activités 2005