Le Département de métabolisme fonctionnel est un plateau technique mutualisant les équipements et les compétences dédiés à l’étude du métabolisme énergétique et oxydatif, au service des équipes de l’Université de Tours ainsi que de partenaires académiques et privés.

Ce département est associé à la l’US-61 Analyse des Systèmes Biologiques

Liens utiles

https://pst-asb.med.univ-tours.fr/

Pour nous citer:

« US-61 Analyse Des Systèmes Biologiques – Département de Métabolisme Fonctionnel, Université de Tours, 37032 Tours, France. »

Prestations

La reconnaissance nationale et internationale de la qualité des compétences de ce plateau technique contribue activement au développement d’une politique d’ouverture et de valorisation de l’Université de Tours, en favorisant des partenariats publics et privés.

La plateforme propose des prestations internes et externes à l’Université de Tours, permettant l’accès à un plateau technique dédié à l’analyse fonctionnelle du métabolisme oxydatif et énergétique. Les prestations font l’objet d’une facturation sur devis, établi après étude des projets scientifiques et/ou des protocoles techniques, en concertation avec les partenaires. Elles peuvent s’inscrire dans le cadre de collaborations scientifiques et donner lieu à une participation aux publications.

Culture et analyse en atmosphère contrôlée

La plateforme dispose de systèmes de culture cellulaire en atmosphère contrôlée permettant une régulation fine de la pression (PSI), de la température, de la concentration en oxygène (O₂) et en dioxyde de carbone (CO₂). Ces équipements (station d’hypoxie Bactrox SHEL LAB et incubateur Avatar System™ – Xcell Biosciences) sont conçus pour reproduire fidèlement des conditions physiologiques ou pathophysiologiques complexes, telles que l’hypoxie, l’hypercapnie ou les variations de pression, et pour étudier leur impact sur le métabolisme, la croissance et les réponses cellulaires.

Analyse du métabolisme oxydatif

L’analyse du stress oxydant est réalisée par cytométrie en flux, après marquage spécifique au DCFDA (peroxyde d’hydrogène), à la DHE (ions superoxyde) et au MitoSOX® (ions superoxyde mitochondriaux), permettant une quantification multiparamétrique des espèces réactives de l’oxygène à l’échelle unicellulaire, au sein de populations cellulaires définies.

La réponse antioxydante est évaluée par un antioxydogramme™, déterminé par RT-qPCR, permettant une caractérisation moléculaire fine des mécanismes de défense cellulaire.

Phénotypage métabolique à haut débit

La technologie OmniLog, développée par Biolog, permet une analyse fonctionnelle à haut débit du phénotype métabolique d’échantillons biologiques. Elle permet d’analyser la préférence métabolique des cellules vis-à-vis de plus de 500 métabolites (substrats énergétiques, ions, hormones, cytokines et sensibilité à des inhibiteurs métaboliques ou pharmacologiques).

Analyse du métabolisme énergétique en temps réel

La technologie Seahorse, développée par Agilent Technologies, permet l’analyse fonctionnelle en temps réel du métabolisme énergétique sur cellules vivantes. Reposant sur des capteurs optiques intégrés et un module d’injection multipoints automatisé, ce système permet l’ajout séquentiel de substrats, d’inhibiteurs ou de composés pharmacologiques. Il offre une caractérisation dynamique et quantitative de la fonction mitochondriale, de la glycolyse et de la flexibilité métabolique, dans une large variété de modèles cellulaires, sous conditions de température contrôlée.

Par ailleurs, la plateforme intègre l’analyse du métabolisme énergétique cellulaire via la technologie SCENITH, reposant sur la mesure de la synthèse protéique en conditions d’inhibition ciblée des voies métaboliques. Cette approche permet d’évaluer, par cytométrie en flux, la contribution relative de la glycolyse et de la phosphorylation oxydative à la production d’énergie, offrant une caractérisation fonctionnelle et quantitative de la plasticité métabolique des cellules, compatible avec une analyse phénotypique simultanée.

Analyse de l’abondance isotopique et de la composition élémentaire

La technologie Integra 2, développée par Sercon, permet l’analyse quantitative des rapports isotopiques du carbone 13 et de l’azote 15 ainsi que la quantification absolue du carbone et de l’azote totaux, sur une large variété de d’échantillons biologiques (plasma, sang, moelle osseuse, urine, selles, cheveux, tissus), et constituent un outil de référence pour l’étude des bilans isotopiques et élémentaires dans des contextes physiologiques ou pathologiques.

Missions de la plateforme

La plateforme accompagne les porteurs de projets tout au long du processus de recherche, depuis la conception expérimentale jusqu’à l’interprétation des résultats.

Nos missions incluent :

• Conseil scientifique et méthodologique pour la conception des projets
• Élaboration des protocoles expérimentaux
• Planification et mise en œuvre des expérimentations
• Analyse des données et rédaction de rapports
• Participation à la rédaction des travaux scientifiques en vue de publication ou de valorisation

Compétences

La plateforme met à disposition les équipements ainsi que les compétences scientifiques et techniques des responsables et du personnel encadrant dans l’ensemble des domaines du métabolisme fonctionnel.

• Culture cellulaire en atmosphère contrôlée
• Mesure des niveaux d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) par cytométrie en flux ou spectroscopie
• Profil antioxydant par RT-qPCR
• Analyse du cycle cellulaire haute résolution par cytométrie en flux
• Phénotypage métabolique sur plus de 500 métabolites (substrats énergétiques, ions, hormones, cytokines et inhibiteurs pharmacologiques)
• Analyse de l’expression des principaux gènes du métabolisme énergétique par RT-qPCR
• Mesure des paramètres clés de la fonction respiratoire : respiration basale, production d’ATP, fuite de proton, respiration maximale, capacité de réserve, respiration non mitochondriale et Bioenergetic Health Index
• Mesure des paramètres clés de la fonction glycolytique : acidification non glycolytique, glycolyse, capacité glycolytique et réserve glycolytique
• Analyse du métabolisme énergétique cellulaire par cytométrie en flux (technologie SCENITH)
• Phénotypage cellulaire étendu (jusqu’à 242 marqueurs de surface)

Equipement

Les équipements de culture et d’analyse du métabolisme fonctionnel disponibles sur la plateforme sont :

• Incubateur Avatar System^TM, Xcell Biosciences
• Station d’hypoxie Bactrox, SHEL LAB
• Analyseur Omnilog, Biolog
• Analyseur Seahorse XFe96, Agilent
• Accuri C6plus avec C sampler, BD
• FACSMelody™ Cell Sorter, BD
• Spectromètre de masse Integra 2, Sercon

Personnels

Pr Olivier Hérault (responsable), PU-PH

Jérôme Bourgeais, Ingénieur Hospitalier, PhD

Frédéric Picou, Ingénieur Hospitalier, PhD

Nathalie Langonné, Ingénieur Hospitalier, PhD

Frauke Beiltstein, Ingénieur Hospitalier, PhD

Travaux & Collaborations

Equipes Utilisatrices

Equipes de l’Université de Tours et régionales

• INSERM U1069 – Niche, Nutrition, Cancer & métabolisme Oxydatif (N2Cox) – Tours
• INSERM U1100 – Centre d’Etudes des Pathologies Respiratoires (CEPR) – Tours
• INSERM U 1253 – Imagerie et Cerveau (iBrain) – Tours
• UMR CNRS 7247/INRAe 0085 – Physiologie de la Reproduction et des Comportements (PRC) – Nouzilly
• UMR INRAe 1282 – Infectiologie et Santé Publique (ISP) – Tours

Equipes nationales

• UMR INSERM 1307, CNRS 6075 : Centre de Recherche en Cancérologie et Immunologie Intégrée Nantes Angers – Nantes
• INSERM UMR1245 : UNICAEN – Caen
• INSERM U1065 : Centre Méditerranéen de Médecine Moléculaire (C3M) – Nice
• INSERM UMR1078 : Génétique, Génomique fonctionnelle et Biotechnologies – BREST
• INSERM U1287, Gustave Roussy : Cellules souches hématopoïétiques et développement des hémopathies myéloïdes – Villejuif
• INSERM, INRAe UMR-1317 : Nutrition, Métabolismes et Cancer- Rennes
• INSERM U1016 – CNRS UMR8104 – Institut Cochin : Département Développement, Reproduction, Cancer – Paris
• INSERM, CEA UMR – 1274 : Stabilité Génétique, Cellules Souches et Radiations – Fontenay-aux-Roses.
• Sorbonne Université, Centre de Recherche Saint-Antoine (CRSA) – Paris,
• INSERM U1060, INRAE 1397 : Cardiovasculaire, Métabolisme, Diabète et Nutrition – Lyon

Equipes internationales

• Ludwig Boltzmann Institute for Cancer Research (LBICR) Vienna – Austria
• ER045, PRASE : Laboratory of Stem Cells – Beyrouth, Liban
• Janssen Research & Development – Springhouse, USA

Publications