EV-GRAFT Une plateforme polyvalente pour suivre, explorer et manipuler les vésicules extracellulaires – EV-GRAFT

Les vésicules extracellulaires (VE) influencent un large éventail de processus biologiques en jouant un rôle de médiateur dans la communication intercellulaire dans divers contextes physiologiques et pathologiques. Compte tenu de leur abondance dans les fluides biologiques et de leur biocompatibilité, les VEs ont émergé comme de nouvelles cibles diagnostiques et thérapeutiques prometteuses. Cependant, de nombreux aspects de leur biologie restent mal compris, en raison du manque d'outils adaptés et fiables pour les imager, les détecter et les manipuler in vitro et in vivo. Des sondes réellement adaptées aux VEs permettraient notamment de mieux comprendre les mécanismes régissant leur internalisation, biodistribution et voies de signalisation. Dans le projet "EV-GRAFT", nous proposons de développer une plateforme polyvalente et facile d’utilisation, basée sur de nouvelles sondes moléculaires permettant la fonctionnalisation chimique de la surface des VEs afin de suivre leur destinée à plusieurs échelles (de la cellule à l'organisme), de détecter leur microenvironnement et de contrôler leur biodistribution et leur ciblage cellulaire. Pour cela, nous proposons une nouvelle famille de sondes, appelée MemGraft, dont le design innovant combine une liaison transitoire à la membrane avec un ancrage covalent à des protéines membranaires pour leur conférer une grande stabilité à la surface des VEs.
Le projet est composé de 3 modules de travail (WPs). WP1 : Nous développerons des sondes moléculaires MemGraft fluorescentes permettant le marquage covalent des VEs pour l'imagerie fluorescente conventionnelle et la super-résolution ainsi que pour l'imagerie multimodale en combinaison avec la microscopie électronique. Nous comparerons les sondes MemGraft aux sondes VEs classiques et déterminerons leur impact sur la fonctionnalité des VEs dans différents modèles. WP2 : Nous élaborerons des sondes MemGraft permettant de détecter l'organisation lipidique des VEs et du pH environnant, puis nous les utiliserons in vitro et in vivo pour obtenir des informations inédites sur le devenir des VEs. WP3 : Nous manipulerons les VEs en fonctionnalisant leur surface à l’aide de sondes MemGraft crées sur mesure afin non seulement de les capturer dans des environnements physiologiques complexes, mais également de contrôler leur ciblage cellulaire cellulaire et leur biodistribution.
Notre projet s'appuie sur des données préliminaires solides montrant que la première génération de sondes MemGraft peut être utilisée pour marquer de façon stable les VEs et les visualiser lors de leur internalisation in vitro et in vivo. Il s'appuie sur la forte complémentarité et la collaboration préexistante entre Vincent Hyenne, expert en biologie des VEs, modèles animaux et en imagerie corrélative, et Andrey Klymchenko, expert en sondes fluorescentes, biomembranes et bio-imagerie. Ce projet bénéficiera d’une conception moléculaire de pointe, de techniques avancées d'imagerie par microscopie optique et électronique et de validations sur des modèles animaux complémentaires (souris et poisson-zèbre) adaptés à l'étude fonctionnelle in vivo des VEs.
Le nouvel ensemble de sondes MemGraft permettra de déchiffrer la surface des VEs (lipides, protéines et environnement proche) au cours de leur voyage in vitro et in vivo et de découvrir les mécanismes qui contrôlent leur internalisation, leur trafic et leur devenir. En outre, en permettant le marquage et la manipulation des VEs isolées à partir de n'importe quelle source, le projet EV-GRAFT fournira à une nouvelle « boîte à outils moléculaire » pour la recherche fondamentale et préclinique sur les VEs et les membranes biologiques en général.