Ecrin 2005 - Biologie, biotechnologies et santé
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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