Blessures combinées et toxicité respiratoire : développement d’un modèle cellulaire innovant / M2 apprentissage sur 12 mois

L’Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA) est le seul établissement du Service de Santé des Armées dédié à la recherche biomédicale de défense et de sécurité nationale.

Notre objectif consiste à améliorer la protection des militaires et leur prise en charge médicale, à préserver dans le temps leur état de santé et à garantir au mieux leur performance.

Contexte :

Les blessés de guerre sont fréquemment co-exposés à des fumées toxiques (combustion, explosions) et à des traumatismes hémorragiques, en particulier dans les conflits de haute intensité et les environnements confinés. Des observations cliniques récentes chez des survivants de combats en environnement blindé suggèrent que la blessure physique isolée ne suffit pas à expliquer la sévérité des défaillances respiratoires observées, soulignant le rôle aggravant des expositions inhalées toxiques (Negev et al., 2024). Cette co-exposition aiguë aggrave les atteintes pulmonaires, altère la barrière alvéolo-capillaire (BAC) et favorise des décompensations respiratoires aiguës compatibles avec un Syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).

Sur le plan physiopathologique, l’inhalation aiguë d’irritants pulmonaires tels que le chlorure d’hydrogène (HCl), le dioxyde d’azote (NO₂) ou les suies de combustion est reconnue comme un facteur majeur de lésions pulmonaires chimiques, impliquant stress oxydant, altération épithéliale et activation inflammatoire (Summerhill et al., 2017). Ces expositions peuvent conduire à des tableaux de lésions pulmonaires aiguës sévères et à des syndromes obstructifs persistants, notamment dans le cadre du reactive airways dysfunction syndrome (RADS) décrit après exposition unique massive à des irritants respiratoires (Shakeri et al., 2008).

Dans un contexte de traumatisme hémorragique, l’hypoperfusion tissulaire et l’inflammation systémique potentialisent ces effets toxiques pulmonaires, favorisant la défaillance de la barrière alvéolo-capillaire et la progression vers un SDRA. Malgré ces données, les contre-mesures spécifiques ciblant les mécanismes précoces de défaillance pulmonaire restent limitées.

Le projet de stage vise ainsi à développer une plateforme in vitro en interface air-liquide (ALI) reproduisant la co-exposition « hypoperfusion post-traumatique × polluants respiratoires » afin d’identifier les mécanismes clés de défaillance de la BAC et de prioriser des contre-mesures respiratoires transposables vers le développement préclinique in vivo.

Bibliographie

Negev S, Gruenbaum S, Frenkel A, Zlotnik A, Gabay O. Methemoglobinemia screening and treatment in tank warfare survivors. Am J Emerg Med. 2024;81:159.e1–159.e5. doi:10.1016/j.ajem.2024.04.013.

Summerhill EM, Hoyle GW, Jordt SE, Jugg BJ, Martin JG, Matalon S, et al. An Official American Thoracic Society Workshop Report: Chemical inhalational disasters—biology of lung injury, development of novel therapeutics, and medical preparedness. Ann Am Thorac Soc. 2017;14(6):1060–1072. doi:10.1513/AnnalsATS.201704-297WS.

Shakeri MS, Dick FD, Ayres JG. Which agents cause reactive airways dysfunction syndrome (RADS)? A systematic review. Occup Med (Lond). 2008;58(3):205–211. doi:10.1093/occmed/kqn013.

Objectifs du stage :

L’objectif du stage est de contribuer au développement et à la validation d’un modèle in vitro compromis de la BAC en ALI permettant de reproduire une situation de co-exposition associant hypoperfusion post-traumatique et inhalation de polluants respiratoires (HCl, NO₂, suies/particules de combustion). Ce modèle devra permettre de caractériser de manière fonctionnelle et mécanistique les altérations précoces de la barrière pulmonaire (perméabilité, intégrité des jonctions, inflammation, stress oxydant) susceptibles d’évoluer vers un SDRA.

Ce travail s’inscrit dans une dynamique de structuration d’un modèle expérimental original, avec un potentiel de valorisation scientifique et de poursuite en doctorat selon les résultats obtenus et l’implication du/de la stagiaire.

Organisation du stage :

Le stage s’inscrit dans la première phase opérationnelle du projet TRAUMATOX et sera conduit au sein de l’Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA), unité U.RTE. Il se déroulera sur 12 mois selon une progression structurée. L’étudiant(e) sera progressivement responsabilisé(e) dans la conduite des expérimentations, l’analyse critique des résultats et la proposition d’ajustements méthodologiques. La première partie sera consacrée à la prise en main des techniques (culture cellulaire en interface air-liquide, mesures de TEER, tests de perméabilité, immunomarquages) et à la standardisation du modèle de barrière alvéolo-capillaire. Dans un second temps, l’étudiant mettra en œuvre la simulation de l’état d’hypoperfusion post-traumatique et les expositions contrôlées aux polluants respiratoires, avec acquisition et analyse des données fonctionnelles et moléculaires. Le travail sera encadré par le responsable scientifique du projet, avec des points d’avancement réguliers et une interaction avec les unités partenaires impliquées. Le stage aboutira à la production de jeux de données exploitables, à la rédaction d’un mémoire de Master 2 et pourra contribuer à une valorisation scientifique ultérieure.

Profil recherché :

Nous recherchons un(e) étudiant(e) de Master 2 motivé(e) par la recherche expérimentale, souhaitant s’investir dans un projet structurant à forte dimension mécanistique. Le stage conviendra particulièrement à un profil envisageant une poursuite en doctorat, sans que cela constitue une obligation.

Des connaissances générales en toxicologie ou en physiopathologie seront attendues. Une aisance avec le traitement de données quantitatives (Excel, Prism, R ou équivalent) sera appréciée.

Une expérience préalable en culture cellulaire (travail en conditions stériles, traçabilité expérimentale), immunomarquage, microscopie ou analyse d’images constitue un atout, mais n’est pas obligatoire. Le/la stagiaire pourra être formé(e) à ces techniques au cours du stage, ainsi qu’à la culture en interface air-liquide (ALI), aux mesures fonctionnelles de barrière (TEER, perméabilité) et à l’analyse mécanistique des résultats.

Au-delà des compétences techniques, nous recherchons une personne rigoureuse, organisée et capable d’analyse critique. L’autonomie progressive, la capacité à interpréter des données expérimentales et l’intérêt pour la recherche appliquée aux atteintes pulmonaires aiguës seront déterminants.

Nous serons également attentifs aux qualités humaines du/de la candidat(e) : capacité à s’intégrer harmonieusement au sein de l’équipe, sens du collectif, communication respectueuse et professionnelle. Le stage impliquant un travail expérimental structuré et méthodologiquement exigeant, il est essentiel que l’étudiant(e) sache suivre des consignes précises, respecter les protocoles établis et s’inscrire dans une dynamique de travail encadrée et coordonnée. Une motivation pour poursuivre en doctorat constituera un atout, sans être un prérequis.