Mécanismes neuro-immunitaires contrôlant les lésions neurovasculaires dans des modèles précliniques : Implication de la signalisation tPA-NMDAR

Les accidents vasculaires cérébraux, les traumatismes crâniens et les hémorragies post-chirurgicales induisent une réponse inflammatoire complexe impliquant les cellules immunitaires résidentes et infiltrantes du système nerveux central. Les macrophages associés au système nerveux central (CAMs), les cellules immunitaires méningées et celles provenant de la moelle osseuse du crâne constituent aujourd'hui des acteurs majeurs de la physiopathologie neurovasculaire.

L'objectif est d'identifier les mécanismes cellulaires responsables des dysfonctionnements neurovasculaires précoces, des déficits cognitifs persistants et de la neuroinflammation chronique afin de proposer de nouvelles cibles thérapeutiques dans les maladies cérébrovasculaires. L'originalité du projet repose sur une approche multidisciplinaire et collaborative entre les deux laboratoires associant imagerie structurelle et fonctionnelle, analyses de transcriptomiques spatiale single cell, la caractérisation électrophysiologique des réseaux neuronaux et étude dynamique des cellules immunitaires résidentes et infiltrantes.

Le projet s'inscrit dans un projet ANR (PANAMS) collaboratif entre notre équipe NeuroGlio, laboratoire CBG, Inserm U1245, Rouen et celui du Pr Denis Vivien, Laboratoire PHIND, Inserm U1237, Caen, disposant de plateformes de pointe.

Le doctorant développera une approche intégrative visant à comprendre comment les mécanismes neuro-immunitaires régulent l'évolution des lésions cérébrales après accident vasculaire cérébral, y compris post-chirurgical, et traumatisme crânien, avec un intérêt particulier pour le coagulome et la signalisation tPA–NMDAR et le rôle des macrophages associés au système nerveux central (CAMs).

Au cours de sa thèse, il mettra en œuvre différents modèles murins d’hémorragie cérébrale et chirurgical d’exérèse afin d'étudier les interactions entre cellules immunitaires, cellules vasculaires et réseaux neuronaux. Il participera à l'évaluation fonctionnelle des animaux à l'aide de tests comportementaux, ainsi qu'à l'analyse des lésions cérébrales par imagerie préclinique multimodale. Le doctorant développera également la caractérisation des réponses immunitaires par cytométrie en flux multiparamétrique, immunohistochimie, transcriptomique unicellulaire (single-cell RNA sequencing), transcriptomique spatiale et analyses bioinformatiques afin d'identifier les populations cellulaires et les voies moléculaires impliquées dans les mécanismes inflammatoires. Une part importante du projet portera sur l'étude du fonctionnement des circuits neuronaux grâce à des approches d'électrophysiologie sur coupes cérébrales aiguës utilisant des réseaux de microélectrodes (Multi-Electrode Arrays, MEA). Ces analyses permettront d'étudier l'activité spontanée des réseaux neuronaux, ainsi que les mécanismes de plasticité synaptique associés aux processus inflammatoires et aux lésions cérébrales. Le projet lui permettra d'acquérir une expertise dans des techniques de pointe, incluant l'imagerie par résonance magnétique (IRM) haute résolution en collaboration, l'imagerie moléculaire de l'inflammation, l'échographie ultrarapide, ainsi que la microscopie tridimensionnelle sur tissus clarifiés. Ces approches permettront de suivre les modifications vasculaires, la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique, la neuroinflammation et le remodelage des réseaux cérébraux.

Enfin, le doctorant intégrera l'ensemble de ces données moléculaires, cellulaires, fonctionnelles et d'imagerie afin de mieux comprendre les interactions entre neuroinflammation, dysfonctionnement neurovasculaire et altération des réseaux neuronaux. Cette approche multidisciplinaire permettra d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques pour limiter les conséquences des mécanismes associés à l'hémorragie cérébrale.

Équipe « Génétique, Biologie et Plasticité des Tumeurs Cérébrales » (NeuroGlio)

L'équipe NeuroGlio, du laboratoire Cancer and Brain Genomics (Inserm U1245), dirigée par Hélène Castel, Directrice de Recherche Inserm, développe un programme de recherche translationnelle consacré à l'étude des interactions entre les tumeurs cérébrales, le système neurovasculaire, les réponses immunitaires et la plasticité cérébrale. L'objectif est de mieux comprendre comment le glioblastome et les traitements anticancéreux remodèlent le microenvironnement cérébral afin d'identifier de nouvelles stratégies thérapeutiques capables d'améliorer simultanément le contrôle tumoral, la préservation des fonctions cérébrales et la qualité de vie des patients.

L'originalité de l'équipe repose sur une approche multidisciplinaire qui combine la neuro-oncologie, la neuro-immunologie, la biologie vasculaire, les neurosciences cognitives et les technologies précliniques de pointe. Cette approche permet d'étudier, à différentes échelles, les interactions dynamiques entre les cellules tumorales, les cellules immunitaires, le compartiment vasculaire et les réseaux neuronaux, depuis les mécanismes moléculaires jusqu'aux conséquences fonctionnelles sur le cerveau.

Pour répondre à ces questions, l'équipe a développé une plateforme intégrée de modèles précliniques comprenant des modèles orthotopiques de glioblastomes dérivés de patients (Patient-Derived Xenografts, PDX), des modèles de résection chirurgicale reproduisant les situations de récidive clinique, ainsi que des approches innovantes permettant d'étudier les effets des traitements anticancéreux sur le cerveau. Ces modèles sont associés à des analyses multimodales intégrant imagerie préclinique, immunophénotypage, transcriptomique, analyses comportementales et exploration des fonctions cognitives.

Les recherches actuelles portent notamment sur le rôle des vésicules extracellulaires tumorales, des populations myéloïdes, des macrophages associés aux tumeurs, de la neuroinflammation et des altérations de la barrière hémato-encéphalique dans la progression du glioblastome et dans les complications neurologiques induites par les traitements. L'équipe développe également de nouvelles approches thérapeutiques ciblant le microenvironnement immunitaire tumoral afin de restaurer les fonctions neurovasculaires et limiter les déficits cognitifs.

Cette stratégie est portée par plusieurs collaborations nationales et internationales. L'équipe est partenaire du projet PAIR Tumeurs Cérébrales "GlioVasc", consacré aux interactions entre glioblastome, vascularisation et neuroinflammation, ainsi que d'un projet Pédiatrie Haut Risque–Haut Gain visant à développer des cérébroïdes dérivés d'iPSC de patients pour modéliser les tumeurs cérébrales pédiatriques. Elle collabore également avec la start-up Hippoxis pour évaluer de nouvelles molécules modulant les macrophages dans le microenvironnement immunosuppresseur du glioblastome, dans le cadre des programmes RIN Normandie Neurochimie et AMI Oncochimie.

Depuis 2025, Hélène Castel renforce la visibilité nationale et internationale de ces recherches. Elle co-dirige le Work Package Biologie du programme national INCa LabEx CHANGING, consacré à la compréhension et au ciblage thérapeutique des cellules myéloïdes dans le glioblastome. Elle a également créé et coordonne le groupe Préclinique de l'International Cognition and Cancer Task Force (ICCTF), chargé d'élaborer des recommandations internationales sur l'étude des effets du cancer et de ses traitements sur les fonctions cognitives. Enfin, elle coordonne, dans le cadre du Work Package 2 de l'action européenne COST Net4Brain, une revue de référence consacrée aux modèles animaux immunocompétents et génétiquement modifiés des tumeurs cérébrales, participant ainsi à l'harmonisation des approches précliniques en neuro-oncologie à l'échelle européenne.

Grâce à cette expertise reconnue, l'équipe NeuroGlio se positionne aujourd'hui comme l'une des rares équipes françaises développant une approche intégrée des interactions tumeur–immunité–vaisseaux–cerveau. Son ambition est de faire émerger une nouvelle génération de stratégies thérapeutiques capables non seulement de contrôler la croissance tumorale, mais également de préserver les fonctions neurovasculaires et cognitives des patients, en favorisant le développement d'une neuro-oncologie de précision.

Compétences techniques requises

• Master 2 en Neurosciences, Neurobiologie, Immunologie, Biologie cellulaire, Physiologie ou domaine connexe.
• Solides connaissances en neurosciences.
• Expérience en expérimentation biologique (cellulaire et/ou animale).
• Bon niveau en biologie moléculaire et cellulaire.
• Analyse de données expérimentales et statistiques (GraphPad Prism, R ou équivalent).
• Maîtrise de l'anglais scientifique (lecture, rédaction, présentation).

Compétences techniques appréciées

Une expérience dans un ou plusieurs des domaines suivants constituera un atout :

• Expérimentation animale (rongeurs) et respect des règles d'éthique.
• Chirurgie expérimentale chez le rongeur à acquérir si pas obtenu.
• Tests comportementaux en neurosciences.
• Immunohistochimie et immunofluorescence.
• Microscopie confocale ou fluorescence.
• Cytométrie en flux (FACS).
• Culture cellulaire primaire ou lignées cellulaires.
• Biologie moléculaire (PCR, RT-qPCR, Western blot, ELISA).
• Analyse d'images (ImageJ/Fiji, Imaris ou logiciels similaires).
• Transcriptomique (RNA-seq, single-cell RNA-seq) serait appréciée mais n'est pas indispensable
• Électrophysiologie (patch-clamp, potentiels de champ, MEA) serait appréciée mais n'est pas indispensable.
• Programmation scientifique (R, Python ou Matlab) pour l'analyse de données, serait appréciée mais n'est pas indispensable.

Compétences qui seront développées durant la thèse

Le doctorant sera formé à plusieurs technologies de pointe, notamment :

• Imagerie préclinique (IRM, échographie, microscopie 3D)
• échographie fonctionnelle ultrarapide (fUS, ULM) ;
• microscopie Light Sheet et clarification tissulaire ;
• cytométrie multiparamétrique ;
• transcriptomique unicellulaire et spatiale ;
• analyses bioinformatiques multi-omiques ;
• électrophysiologie sur réseaux de microélectrodes (MEA) ;
• intégration de données multimodales en neuro-immunologie.