Cryo-microscope : le Centre de recherche voit grand

Après plusieurs mois de pilotage par le Dr Daniel Lévy, directeur scientifique de la plateforme d’Imagerie cellulaire et tissulaire (PICT) à Paris, et les membres de son équipe Microscopie moléculaire des membranes (CNRS UMR168 / Sorbonne Université), en lien notamment avec les services techniques et la direction des systèmes d’information, le Centre de recherche de l’Institut Curie a accueilli en février dernier le Glacios™ Cryo-TEM de Thermo Fisher.

Installé au sous-sol du Pavillon Curie à Paris au sein de l’unité Physico-Chimie Curie (CNRS UMR168 / Sorbonne Université) dirigée par le Dr Pascal Hersen, ce puissant cryo-microscope électronique rejoint ainsi l’ensemble des instruments de pointe dédiés à l’imagerie du vivant présents au sein de la plateforme PICT.  Son coût de plus de 2 millions d’euros a été financé par le Centre de recherche de l’Institut Curie, la région Ile-de-France, l’Institut Pasteur, le CNRS et FranceBioImaging et en partenariat avec l’Institut Jacques Monod. 300 000 euros de travaux ont également été investi, grâce à la générosité des donateurs, pour aménager une pièce adaptée permettant notamment le contrôle des vibrations et des champs magnétiques ambiants.

Le maintien d’un niveau d’investissement conséquent est le gage de l’excellence du Centre de recherche. Assurément l’acquisition d’un tel équipement de pointe renforce encore l’attractivité de nos laboratoires.

Précise le Pr Alain Puisieux, son directeur

Un microscope unique permettant de nouvelles approches de recherche

Ce cryo-microscope électronique permet l’observation à des résolutions atomiques (10^-10 m) des protéines impliquées dans les grandes fonctions cellulaires, et qui représentent un intérêt biomédical. Ainsi, il est possible à partir d’images de cryo-microscopie de reconstruire des modèles de leur structure et de leur environnement. Cela permet de mieux comprendre comment elles fonctionnent, les causes de leurs dérèglements et contribuer à la conception de médicaments, notamment dans le cadre d’un traitement contre le cancer.

Nous pourrons observer des protéines isolées, présentant des mutations, ou associée à un médicament ou celles présentes au sein de vésicules sécrétées par les cellules immunitaires ou tumorales. Nous pourrons également observer des assemblages de protéines responsables des remodelages des membranes cellulaires lors de la migration, de la division cellulaire ou du trafic intracellulaire. Il sera alors possible de replacer tout cela dans un contexte encore plus grand, dans une cellule, afin de comprendre les mécanismes fins qui sous-tendent les grandes fonctions cellulaires et leurs perturbations pathologiques. 

Explique le Dr Daniel Lévy

En permettant l’observation de la structure d’une protéine et de son proche environnement, ce cryo-microscope constitue ainsi le chaînon manquant entre les structuralistes, les biologistes et les physiciens de l’Institut Curie.

Plusieurs projets de recherche sont déjà prévus. Par exemple, le Dr Aurélie Bertin, directrice de recherche CNRS au sein de l’équipe du Dr Daniel Lévy, s’intéresse aux filaments que forment les septines, protéines du cytosquelette, sur les membranes des cellules, ce qui conduit à la division cellule mère-cellule fille. La cryo-microscopie lui apportera une vision 3D de chacun des filaments et des déformations des membranes à courte et grande distance et lui permettra ainsi de modéliser certaines étapes de division des cellules.

L’équipe du Dr Anne Houdusse-Juillé (CNRS UMR144 / Sorbonne Université) va déterminer les structures de moteurs moléculaires pour comprendre les principes qui sous-tendent la conversion de l'énergie chimique en mouvement mécanique par ces nanomoteurs et les mutations responsables de maladies. 

L’équipe du Dr Clotilde Thery (Inserm U932 / Université Paris Cité), quant à elle, s’intéressent aux vésicules extracellulaires sécrétées par les cellules. La cryo-microscopie va apporter une vision nouvelle à une résolution inégalée et contribuer à termes à développer leur potentiel thérapeutique.

Enfin, l’équipe du Dr Graça Raposo (CNRS UMR144 / Sorbonne Université) va pouvoir corréler les images de cellules en microcopie électronique avec des images de fluorescence pour avoir une vision intégrée sur plusieurs échelles du trafic intracellulaire. 

D’autres projets de recherche sont également déjà en cours au sein des équipes du Dr Stéphanie Descroix, Dr Ludger Johannes, Dr Christophe Lamaze et du Dr. Patricia Bassereau.

Il s’agit d’un investissement majeur et rare, mais nécessaire pour développer de nouveaux projets innovants et pérenniser l’excellence de nos recherches. 

Conclut le Dr Pascal Hersen, directeur de l’UMR168.