L'Agence nationale de la recherche Des projets pour la science

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  • AWESOM Laboratoire sur puce basé sur des technologies hybrides pour la manipulation et la caractérisation de fluides biologiques

    Manipuler et caractériser des fluides biologiques avec des nano tremblements de terre et des lasers
    L’objectif de ce projet est de développer un laboratoire sur puce multifonction couplant des actionneurs à ondes acoustiques de surface de Rayleigh et des capteurs à onde de Love et SPR permettant à la fois de manipuler et de caractériser des fluides biologiques.

    Développement d’un laboratoire sur puce pour la manipulation et la caractérisation de fluides biologiques
    Les laboratoires sur puce visent à miniaturiser et intégrer des fonctions de laboratoire sur une puce au format d’une puce informatique. Cette réduction d’échelle permet de réduire la taille des échantillons manipulés, de paralléliser massivement les opérations et de mieux contrôler les conditions expérimentales. L’objectif de ce projet était de concevoir, réaliser et d’optimiser un laboratoire sur puce hybride couplant des actionneurs et des biocapteurs, permettant de manipuler et de caractériser des milieux biologiques, tels que des cellules, des fluides biologiques ou des microorganismes. La caractérisation des fluides biologiques est en effet un enjeu majeur pour le développement de nouveaux médicaments, la sécurité alimentaire, la réalisation de tests cliniques ou encore la détection de pathologies telles que le cancer. Nous avons donc premièrement réalisé une plateforme de manipulation multifonction basée sur des nano-tremblements de terre produits à la surface d’un matériau piezoélectrique. Cette plateforme multifonction permet de réaliser toutes les opérations nécessaires pour un laboratoire sur puce : déplacement contrôlé d’échantillons de fluide, division, fusion de gouttes posées ou encapsulées dans des microcanaux, manipulation sélective ou tri de particules et de cellules, … En parallèle, nous avons développé et breveté un nouveau concept de pince acoustique extrêmement épurée (dans son design, sa fabrication et donc son coût), facilement intégrable à un microscope et qui permet (en adaptant la longueur d’onde) la manipulation sans contact de particules ou cellules ayant des tailles allant du millimètre à la centaine de nanomètres. Enfin nous avons développé et testé des biocapteurs compatibles avec ces actionneurs permettant de caractériser des fluides biologiques.



  • DESIR Différenciation précoce de la Terre Silicatée: Etude de l'enregistrement isotopique des roches Hadéennes

    Différenciation précoce de la Terre Silicatée
    Une exploration isotopique de la Terre Hadéenne

    De l'impact lunaire aux premiers continents
    Les 800 premiers millions d'années de l’évolution de la Terre, une ére connue sous le nom d'Hadéen, fut une période de forte activité géodynamique. Au cours de cette époque, la Terre subi une collision avec un embryon de la taille de Mars (Canup 2004) qui fut vraisemblablement à l’origine de la formation de la Lune. Cet impact fourni l'énergie requise pour générer un océan magmatique profond (Benz & Cameron 1990, Melosh 1990), à partir duquel la première croûte terrestre se différencia dès 4.46 Ga. Il a également été suggéré que l'Hadéen fut le théatre de nombreux évenements, comme la mise en place du cycle sédimentaire moderne (Mojzsis et al 2001), et la croissance des premiers continents dans un contexte géodynamique peut-être similaire aux zones de subduction actuelles (Harrison et al 2008 , Hopkins et al 2008, Harrison 2009). Il est toutefois également tout à fait plausible qu'aucun de ces événements n’aient eu lieu avant 3.8 Ga: la température élevée dans le manteau Hadéen a peut-être empêché le fonctionnement de la tectonique des plaques (Rollinson 2007), favorisant la mise en place d'une lithosphère statique jusqu’au début de l’Archéen (van Thienen et al 2004). Le bombardement météoritique tardif peut avoir également joué un rôle important, vaporisant les premiers océans, et provoquant une rejuvenation de la surface terrestre qui pourrait avoir retardé la mise en place du cycle des roches tel que nous le connaissons aujourd’hui.



  • DYSther Dystrophines Dans Le Système Nerveux : De la Neurophysiologie à la Thérapie Moléculaire

    Des outils moléculaires pour la thérapie génique dans le système nerveux central et pour la myopathie
    Les atteintes centrales dans la myopathie impliquent plusieurs produits du gène de la dystrophine s’exprimant dans les neurones et/ou dans la glie. Le développement d’outils moléculaires spécifiques est nécessaire pour étudier les mécanismes physiopathologiques et envisager des traitements ciblant le système nerveux central.

    Comprendre et corriger les altérations neuronales et gliales dans la myopathie
    Les biotechnologies ont ouvert des perspectives majeures pour le traitement de la myopathie de Duchenne, mais peu de travaux ont évalué la capacité de ces traitements à corriger les atteintes centrales de cette maladie, alors qu’elles peuvent conduire à des troubles intellectuels et neuropsychiatriques sévères. Pour cibler les atteintes centrales dans ce syndrome, deux défis majeurs doivent être relevés : (1) Mieux comprendre les mécanismes responsables de l’hétérogénéité des symptômes, qui dépend de la variété des mutations associée à l’altération de plusieurs formes de dystrophine jouant des rôles distincts dans les neurones et/ou les cellules gliales et, (2) Concevoir des outils moléculaires capables de cibler ces types cellulaires spécifiques et/ou de traiter plus largement les différents organes affectés.
    Pour atteindre ces objectifs, nous proposons une analyse pluridisciplinaire, du gène au comportement, des mécanismes physiopathologiques chez des souris génétiquement modifiées présentant une perte spécifique de la forme neuronale ou gliale de dystrophine. Les approches thérapeutiques reposent sur l’administration d’oligonucléotides antisens capables de supprimer la mutation ou de transgènes assurant l’apport exogène de la protéine manquante, véhiculés par des vecteurs spécifiques conçus pour cibler les neurones ou la glie, ou bien couplés à des chimies spécifiques favorisant le passage vers le cerveau suite à une administration dans la circulation générale. L’identification de nouveaux mécanismes neuropathologiques et d’outils moléculaires performants pour la thérapie génique permettra l’émergence de stratégies thérapeutiques innovantes et valorisables, et de nouvelles offres de soin pour de nombreuses maladies génétiques affectant le système nerveux central



  • MetalHel Dérivés hélicéniques multifonctionnels à base de métaux

    Dérivés hélicéniques multifonctionnels à base de métaux
    L’ingénierie moléculaire d’hélicènes utilisant la chimie de coordination, organométallique ou supramoléculaire, consititue une façon simple de moduler les propriétés optiques et électroniques de ces ligands pi-conjugués.

    Ingénierie Moléculaire d'hélicènes par des ions métalliques
    Dans le projet MetalHel nous proposons de préparer une grande variété de ligands [n]hélicènes possédant l’unité fonctionnelle adaptée qui servira de site de coordination à l’ion métallique.
    i) Des hélicènes possédant des unités chélatantes phényl-pyridines permettront de préparer des hélicènes mono-platinés(iridiés) et bis-platinatés(iridiés) de longueurs différentes, ainsi que des polymères de coordination à base d’hélicènes. Des hélicènes possédant des unités de type bipyridines constitueront des bons modèles de ligands bipyridines hélicoïdaux, et devraient donner lieu à une grande variété de complexes hélicoïdaux après coordination sur des ions rhénium(I), lanthanide(III), ruthénium(III),…. Des nouvelles propriétés telles que la luminescence polarisée circulairement (CPL) seront étudiées.
    ii) Des hélicènes décorés par des unités alcynes permettront d’obtenir des hélicène-vinyl-ruthénium(osmium) or hélicène-alcynyl- ruthénium(osmium) électroactifs dont les propriétés rédox devraient donner naissance à des nouveaux commutateurs rédox chiroptiques. De tels systèmes permettront de préparer par simple oxydation/réduction des hélicènes chargés avec la charge répartie sur l’hélice et le centre métallique, ce qui altèrera leurs propriétés chiroptiques.
    iii) Des ligands multitopiques de type pyridyl-phosphole-azahélicène seront préparés et la formation d’hélicates étudiée, par complexation au Cu(I); l’impact sur les propriétés chiroptiques (OR and CD) sera étudié. Enfin, la complexation d’hélicènes décorés d’unités cyano à des clips moléculaires en U à base de Cu(I) et leur assemblage supramoléculaire par pi-pi stacking seront examinés.



  • CONNECTBRAIN Connecter le cerveau gauche et le cerveau droit: mécanismes de câblage et diversité fonctionnelle des projections inter-hémisphériques.

    Développement et fonction des connexions nerveuses reliant les deux hémisphères cérébraux.
    Ce projet étudie le développement des projections nerveuses qui relient les deux hémisphères du cerveau (appelées commissures cérébrales) et l’impact de leur malformation sur le comportement. Nous abordons cette question en nous concentrant sur la plus large commissure du cerveau: le corps calleux (CC).

    Comprendre et améliorer la prise en charge des agénésies du Corps Calleux.
    Les agénésies commissurales (affections neurologiques dans lesquelles une ou plusieurs commissures du cerveau ne se développent pas in utero) font partie des malformations cérébrales les plus fréquentes chez l'homme. Les plus courantes concernent le Corps Calleux, avec une prévalence estimée de 1 pour 4000 naissances vivantes. L’agénésie du Corps Calleux (AgCC) se traduit par un large spectre clinique allant d’un développement apparemment normal, à des troubles d’apprentissage et des troubles intellectuels sévères. Les facteurs responsables de cette variabilité sont inconnus. En outre, une plus forte prévalence d'anomalies commissurales est observée dans la population psychiatrique comparée à la population générale. Par conséquent, un lien de causalité entre une dysconnexion interhémisphérique et certaines manifestations cliniques associées à des troubles neuropsychiatriques a été suggéré. Ainsi, la compréhension des mécanismes fondamentaux du développement commissural aidera à déterminer les causes génétiques des agénésies commissurales et à identifier des indicateurs pronostiques précoces lorsque ces malformations sont détectées à un stade prénatal. Il est également important que les déficits fonctionnels associés aux malformations commissurales soient étudiés en détail dans le but de concevoir des traitements et des soins de réadaptations bénéfiques aux patients.



  • GeObs Géographie des obsidiennes d'Anatolie orientale : sources, caractérisation et diffusion aux époques préhistoriques

    Géographie des obsidiennes d’Anatolie Orientale
    Sources, caractérisation et diffusion d'une matière première d'origine volcanique aux époques préhistoriques.

    L'objectif du projet est de réaliser une étude exhaustive des sources d'obsidienne localisées en Anatolie Orientale afin de comprendre la diffusion de cette matière première des affleurements géologiques vers les sites archéologiques du Moyen-Orient. A la fin de ce projet, nous proposerons une base de données spatialisée (SIG) des sources d'obsidiennes d'Anatolie orientale.

    Des sources géologiques d'obsidienne aux sites archéologiques
    Les artefacts lithiques retrouvés dans les fouilles archéologiques témoignent de la diffusion de l'obsidienne depuis les sources d'Anatolie jusqu'aux sites du Proche-Orient.
    Depuis les travaux pionniers de Cann & Renfrew (1964), de nombreuses études on porté sur les obsidiennes provenant d'Anatolie. Dans le même temps, plusieurs fouille d'Anatolie, du Caucase et du Proche-Orient ont livré des artefacts en obsidiennes qui ont été rapportés à des sources d'Anatolie ou du Caucase ; mais de nombreux artefacts ont une origine qui n'a pas pu être déterminée.
    Ces artefacts pourraient provenir de l'une des 13 sources d'Anatolie orientale sur lesquelles ce projet se concentre et qui sont encore peu documentées. Il est donc crucial de préciser la localisation de ces sources (primaires et secondaires) et d'en connaitre précisément les caractéristiques physico-chimiques.
    Jusqu'à présent, l'étude de la diffusion de l'obsidienne au Proche-Orient est rendue difficile en raison de l'absence de stratégie d'échantillonnage et d'analyse homogène et de la méconnaissance des modes d'affleurement des obsidiennes d'Anatolie orientale.
    A l'inverse, notre projet vise à résoudre ces difficultés en proposant une méthode intégrée d'étude des obsidiennes:
    1) en réunissant une équipe franco-turc expérimentée associant les différents champs de l'obsidian sourcing;
    2) en proposant une investigation de terrain exhaustive des 13 régions où affleure l'obsidienne en Anatolie orientale et en précisant les contextes morphologiques et volcanologiques d'affleurement;
    3) en basant la caractérisation de l'obsidienne (sources et artefacts) sur des méthodes de laboratoire éprouvées (LA-ICP-MS) couplée à des méthodes d'analyse in-situ (p-XRF) afin d'analyser des pièces qui ne peuvent pas sortir des musées;
    4) en intégrant tous les résultats dans une base de données spatialisée permettant d'analyser les processus de diffusion de l'obsidienne des sources géologiques aux sites archéologiques.



  • BENEFIS Bilan ENergétique et Environnemental FIable, Simple et reproductible des bâtiments

    L’analyse de cycle de vie comme partie prenante de la conception des bâtiments
    Le projet BENEFIS a pour objectif de rendre possible l’écoconception et l’évaluation environnementale des bâtiments par l’approche Analyse de Cycle de Vie (ACV). Pour faire entrer cette approche dans le processus normal de conception et amorcer le passage à l’approche performancielle, le projet doit faire émerger des outils opérationnels utilisables par tous les acteurs.

    Vers des méthodologies et des outils d’ACV bâtiment opérationnels.
    L’analyse de cycle de vie est aujourd’hui unanimement reconnue comme l’outil pertinent pour l’évaluation des performances environnementales des bâtiments. Toutefois, son application courante dans les projets de construction ou réhabilitation des bâtiments se heurte à de nombreux verrous. Le projet BENEFIS se propose de s’attaquer aux principaux verrous suivants :
    - Le besoin d’amélioration et de mise en cohérence des simulations énergétique et environnementale pour les bâtiments très performants du point de vue énergétique ;
    - Le besoin de simplification des modèles pour l’aide à la programmation et à la conception ainsi que pour l’évaluation rapide des « postes » qu’un acteur ne maîtrise pas ;
    - L’amélioration de la reproductibilité des études notamment par la mise en place de didacticiels et l’écriture de règles de bonnes pratiques ;
    - La difficulté d’analyse et d’exploitation des résultats (compréhension, interprétation, précautions d’utilisation pour l’aide à la décision, confiance/incertitudes, robustesse).



  • MUSLI Imagerie par super-localisation ultrasonore des microbulles

    Imagerie microscopique en profondeur par ultrasons
    L’échographie est limitée par un compromis entre la résolution et la profondeur d’imagerie. De fins détails peuvent être observés, mais seulement à faible profondeur. La super-localisation par ultrasons pourrait nous permettre de contourner ce compromis et rendre possible l’imagerie microscopique des vaisseaux à plusieurs centimètres de profondeur.

    Une imagerie des vaisseaux tumoraux en profondeur.
    Comme toute méthode d'imagerie, l'échographie est limitée par la diffraction des ultrasons qui varie, en clinique, entre 100 micromètres et 1 millimètre. Ce projet concerne une méthode d'imagerie par ultrasons qui permet de localiser des objets bien au-delà de la limite de résolution des ondes acoustiques (super-résolution). Cette innovation, protégée par un brevet déposé par l'institut Langevin, peut être vue comme un analogue ultrasonore de la méthode optique FPALM, qui est devenue incontournable en microscopie au cours des 5 dernières années. Elle devrait nous permettre de réaliser une imagerie de microscopie acoustique jusqu'a plusieurs cm dans les tissus, ce qui est un saut technologique majeur dans le domaine de l'imagerie ultrasonore
    Nous espérons, en particulier, pouvoir imager les réseaux vasculaires des tumeurs avec des résolutions de l'ordre du micromètre. Cela donnerait une information de grande valeur pour les biologistes et les cliniciens. Cette technique pourrait ainsi cartographier l’angiogénèse, un processus implicite à la propagation des tumeurs.



  • TIES Les liens sociaux en économie: expérimentation et théorie

    Regarder et connaître les autres : études expérimentales des liens sociaux en économie
    Au cours des dernières années, l'idée de capital social a reçu une attention accrue en économie. Le capital social étend l'idée de l'importance des formes physiques de capital, aux relations et réseaux. Ce projet visait à étudier la création de liens sociaux et l'impact des liens sociaux existants. Nous avons étudié l'impact des liens sociaux sur la confiance et la coopération avec des études expérimentales en utilisant le jeu de la confiance, le jeu de bien public et des jeux de coordination.

    Étude des dilemmes sociaux pour des joueurs ayant des informations les uns sur les autres
    Les études des dilemmes sociaux en économie supposent normalement des interactions anonymes et non-répétées. Cependant il se peut qu'on connaisse quelque chose sur le partenaire avec lequel on interagit, au-delà de sa réputation liée à ses actions lors de l'interaction. En effet ce partenaire peut être ‘identifiable’ (i.e. on peut le voir ou on dispose de quelques informations sur lui) ou bien ce peut être une ‘connaissance’ (i.e. un ami, voisin ou collègue). Le but de ce projet scientifique était d’observer lors d'expériences économiques l’impact de ces différentes sortes de ‘liens sociaux’ dans des décisions économiques. Dans les différentes études de ce projet, les participants étaient engagés dans des interactions abstraites et anonymes avec autrui. Néanmoins dans chaque cas, ils avaient quelques informations sur leurs partenaires : une photo, des informations socio-économiques, ou s’ils avaient déjà rencontré cette personne auparavant. Les résultats de ce projet nous aident à comprendre comment les êtres humains prennent en compte ces types d'informations, ce qui permet d'adapter les institutions ayant pour but de renforcer certaines normes ou comportements désirables pour la société.



  • MELIVAC Développement d'un vaccin glycoconjugué contre la mélioïdose

    Vaccin sucré contre la mélioïdose : une infection à potentiel bioterroriste
    La mélioïdose est une maladie infectieuse causée par la bactérie tropicale B. pseudomallei, un agent potentiel du bioterrorisme. Aucun vaccin n’est à ce jour disponible pour se prémunir contre cette maladie nécessitant un lourd traitement antibiotique. Une approche vaccinale basée sur les sucres exprimés par B. pseudomallei est une voie prometteuse à suivre.

    Développement d’un vaccin synthétique sucre-protéine contre la mélioïdose
    Burkholderia pseudomallei (Bp) est l’agent infectieux de la mélioïdose. La haute virulence de Bp par voie respiratoire, sa résistance accrue aux antibiotiques couplée à un taux de mortalité élevé font de Bp un agent potentiel du bioterrorisme. Différents vaccins expérimentaux contre la mélioïdose ont été testés chez l’animal, mais aucun n’a permis de prévenir totalement l’infection. Les polysaccharides de surface de Bp peuvent activer la production d’anticorps protecteurs et sont donc des candidats vaccins prometteurs contre la mélioïdose. L’objectif général du projet est de développer un vaccin « glycoconjugué » en mimant les polysaccharides exprimés par Bp. Le vaccin est constitué d’une partie « sucre », obtenue par synthèse organique, chimiquement liée à une protéine porteuse. Ce type de vaccin, permettant l’induction d’une réponse immunitaire mémoire, et ce, même chez les groupes à risque, a déjà été commercialisé pour la méningite. Il présente, entre autres, l’avantage d’être exempt de contaminants bactériens. La nécessité pour la France de se prémunir d’un vaccin de biodéfense afin de protéger les populations contre la mélioïdose est une priorité.



  • ANAÉ Analyse asymptotique des Equations aux dérivées partielles d'évolution

    Analyse Asymptotique des équations d'évolution
    Le but principal du projet est d'intégrer ensemble des idées venant à la fois des EDP, des systèmes dynamiques et des probabilités, et de les utiliser dans le contexte de l'étude des solutions d'EDP dans certains régimes asymptotiques :
    Temps longs,
    Existence, diffusion
    Stabilités, instabilités
    Explosion

    EDP, DYNAMIQUE ET APPROCHES STATISTIQUES
    Durant les dernières décennies, l'interface entre deux domaines de recherche très actifs en mathématiques, les EDP non linéaires
    et les systèmes dynamiques de dimension infinie a connu une croissance rapide. En effet, les nombreuses avancées dans les équations aux dérivées partielles non linéaires permettent des perspectives qui semblaient être complètement hors de portée il y a quelques années et ouvrent la possibilité très excitante d'étudier les propriétés dynamiques profondes de solutions d'équations aux dérivées partielles.
    Le projet vise à rassembler un groupe de Français
    chercheurs, de divers horizons, déjà impliqués dans l'étude des équations non linéaires aux dérivées partielles et les systèmes dynamiques, et à renforcer leur activité sur ces questions
    par des interactions, non seulement parmi les participants à cette ANR, mais aussi avec la communauté au sens le plus large (et en particulier au niveau international). D'importants progrès ont été réalisés sur l'étude des solutions d'évolution non linéaire exploitant la structure hamiltonienne. On peut citer la construction de solutions périodique ou
    quasi-périodiques, l'étude de solutions au problème de Cauchy sur des intervalles de temps longs, la découverte de nouvelles
    EDP ??intégrables, l'utilisation de l'aléatoire de révéler de nouveaux phénomènes surprenants. La plupart des progrès ont montré comment
    la fertilisation croisée des idées provenant de systèmes dynamiques, des équations aux dérivées partielles non linéaires (formes normales de Birkhoff, méthodes,
    microlocale et analyse semi-classique) et / ou un point de vue statistique peuvent être fructueuse.
    L'originalité duprésent projet consiste à mélanger ensemble des personnes ayant ces diverses expertises avec des spécialistes reconnus des équations aux dérivées partielles.



  • BIONANODETEC Microleviers bio-inspirés nanostructurés et fonctionnalisés pour la détéction sensible et sélective d'agents chimiques

    Micro-leviers nanostructurés et fonctionnalisés pour la détection sensible et sélective d'agents chimiques de guerre
    Elaboration d'un capteur d'agents organophosphorés extrêmement sensible (en dessous du seuil de létalité) et sélectif (réagissant uniquement aux agents organophosphorés).

    Elaboration d'un capteur d'agents organophosphorés sensible et sélectif pouvant être intégré dans des dispositifs mobiles, de taille réduite
    L’objectif final du projet BIONANODETEC est l’élaboration d’un détecteur d’agents organophosphorés dans l’air, pouvant atteindre des seuils de détection très faibles (en dessous des seuils de létalité) avec des niveaux de sélectivité élevés. La finalité serait d’intégrer ce type de détecteur dans des dispositifs mobiles et de taille réduite, pouvant ainsi être déployés dans de nombreux endroits sensibles (aéroports, métros, trains, …). Le seuil létal pour 10min d’exposition est de : 110 ppb pour le tabun, 64 ppb pour le sarin, 49 ppb pour le soman et 2,7 ppb pour le VX. Il faut donc viser des seuils inférieurs. Les seuils de détection visés sont ainsi de 100 ppb pour le Tabun, de 50 ppb pour le Sarin, de 40 ppb pour le Soman et de 2 ppb pour le VX. Nous espérons ainsi pouvoir développer un tel détecteur, permettant de détecter une éventuelle contamination par agents chimiques de manière très sélective, en dessous du seuil mortel et dans des délais inférieurs à 10 min. Ce type de dispositif de détection pourrait être utilisé soit dans des situations d’attaques terroristes pour évacuer le plus rapidement possible les personnes, soit dans des configurations de post-décontamination pour s’assurer de l’élimination de la contamination.



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