Unité de Technologies Chimiques et Biologiques pour la Santé

 

Directeur : Dr. Daniel Scherman
UMR CNRS 8258 - U INSERM 1022
En association avec le CNRS, l’INSERM et l’Université Paris Descartes 

 

Responsable local : Dr. Fethi Bedioui
L’Unité développe des approches innovantes en biologie et en médecine dans les domaines de la lutte contre le cancer et des maladies génétiques. Son approche est basée sur les traitements classiques et génétiques des dysfonctionnements cellulaires observés dans ces pathologies. Grâce à sa structure pluridisciplinaire, l’unité travaille sur l’ensemble des étapes nécessaire à l’élaboration de nouveaux traitements. Ses recherches portent donc sur la conception et la synthèse de molécules actives et de vecteurs de médicaments et de l’ADN, leur formulation et l’étude de leurs propriétés physicochimiques, leur administration par des procédés classiques et par des techniques d’électrotransfert, l’évaluation de leur efficacité in vitro et in vivo, leur biodistribution, leur modification biochimique et leurs interactions avec les cibles sélectionnées. De plus, l’unité est fortement impliquée dans le développement de nouveaux outils de diagnostics d’analytes biologiques comme de pathologies, basés sur différentes méthodes électrocinétiques, d’imagerie, de détection électrochimiques et d’analyse totale en systèmes miniaturisés.

Équipe et thèmes de recherche

Synthèse, Electrochimie, Imagerie et Systèmes Analytiques pour le Diagnostic
Responsable : Fethi Bedioui

Effectif : 

  • 7 enseignants-chercheurs
  • 2 chercheurs CNRS
  • 3 post doc
  • 2 ingénieurs, techniciens et administratifs
  • 6 doctorants

Les activités de l’équipe portent sur quatre axes.

  • Synthèse organique C. Girard MCF Chimie ParisTech, H. Galons PR Paris Descartes, C. Beauvineau IR CNRS, B. Plancq Post Doc & S. Kahlor Doctorante UPMC

Ce thème recouvre la conception et la synthèse de modulateurs de l’activité des protéines (triazoles, thiazolidines, macrocycles), la mise en œuvre de systèmes miniaturisés et automatisés pour la synthèse organique, la conception et la préparation de puces à petites molécules pour la détection de ligands des macromolécules, la conception et la synthèse de sonde d’imagerie multimodales (IRM visible ou IRM proche IR) ciblées.

Mots-clés : Chimie organique, Chimie des molécules d’intérêt biologique, Microréacteurs, Synthèse parallèle et en flux continu, Puces à petites molécules.

  • Imagerie RMN : B. T. Doan CR, G. Ramniceanu Post Doc, C. Thebault Doctorante UPMC

Les recherches en imagerie concernent le développement méthodologique en SRM et IRM in vivo, du petit animal. Des techniques nouvelles de SRM in vivo pour l’étude du métabolisme, ainsi que des méthodes d’IRM in vivo à la recherche de nouveaux contrastes (élastographie par RM, aide à la conception de nouveaux agents de contrastes : multimodaux moléculaires, sphérulites, nanotubes de carbone) sont développées et validées par des applications sur des pathologies d’intérêt proposées par les équipes de biologistes (tumeurs et inflammations).

Mots clés : Imagerie pour le vivant, Imagerie de Résonance Magnétique, Physico-chimie par IRM des agents d’imagerie, Petit animal

  • Electrochimie pour la biologie : F. Bedioui DR CNRS, S. Griveau MCF Chimie ParisTech, C. Slim MCF Chimie ParisTech, M. Lazerges MCF Paris Descartes, A. Amar IE CNRS, C. Perreard Doctorante IPGG ; A. Calmet (50%) Doctorante Impeto Medical, A. Ismael Doctorant UPMC

Ce thème recouvre l’élaboration de matériaux moléculaires pour l’analyse et la catalyse électrochimiques, la mise au point de capteurs et dispositifs électroanalytiques pour des applications biologiques (détection de monoxyde d’azote, superoxyde, thiols, biocapteurs de microARN), la mise en œuvre de la microscopie électrochimique pour l’imagerie et la micro (bio) fonctionnalisation des surfaces et la conception de matériaux d’électrode par électropolymérisation de complexes biomimetiques organométalliques tels que les métalloporphyrines, métallophtalocyanines et bases de Schiff.

Mots clés : Chimie Analytique ; Electrochimie ; Chimie des Solutions ; Physico-chimie des surfaces et interfaces ; Electroanalyse, Electrocatalyse, Capteurs Electrochimiques, miniaturisation,biocapteurs, matériaux moléculaires, porphyrines, phtalocyanines

  • Méthodes de séparations électrocinétiques : A. Varenne PR, F. d’Orlyé MCF, T. D. Mai Post Doc., C. Perreard Doctorante IPPG, A. Ismael Doctorant UPMC, G. Ramirez Doctorant UPMC/Univ Guanjuato (Mexique), D. Damaris Cortes Diaz Doctorante Univ Guanajuato (Mexique)

Ce thème recouvre :

1) la caractérisation d’objets nanométriques et biologiques originaux et l’étude de leurs interactions non covalentes en vue de leur emploi comme objets sélectifs pour les séparations, le diagnostic, l’imagerie et la thérapie,

2) le couplage des méthodes de séparations électrocinétiques avec des méthodes de détection spécifiques et sensibles (électrochimie, fluorescence, spectrométrie de masse, …)

3) la conception de systèmes analytiques miniaturisés.

Mots clés  Physico-chimie Analytique ; Chimie des Solutions ; Méthodes séparatives ; Couplages ; Systèmes miniaturisés ; Immunodiagnostic ; Dianostic ; Electrophorèse capillaire ; Spectrométrie de masse ; Microsystème ; Nanoparticules ; Aptamères ; Anticorps ; Protéines ; Nanotubes de peptides

Publications

Publications 2014 :

                A. CERNAT, E. BODOKI, C. FARCAU, S. ASTLEAN, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI & R. SANDULESCU. Nanopatterned surface modeling. J. Nanosci. Nanotech., in press.

                V. A. HERNANDEZ RAMIREZ, A. PAILLERET, S. JOIRET, F. d’ORLYE, M. LAZERGES, H. PERROT, S. GUTIERREZ GRANADOS, F. BEDIOUI & L. M. De LEON RODRIGUEZ. Adsorption and self assembly of a ferrocene D- and L-nanopeptide disulfide onto gold and mica substrates. New J. Chem., DOI : 10.1039/C4NJ00278D.

                C. CERON GUTIERREZ, J. F. SILVA, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI, C. A. CARO & J. H. ZAGAL. Maximizing the elctrocatalytic activity of iron N4 macrocyclics adsorbed on graphite electrodes and carbon nanotubes for the oxidation of L-cysteine by tuning the Fe(II)/Fe(I) formal potential of the catalyst. Electrocatalysis, DOI 10.1007/s12678-014-0209-y

                M. GOMEZ MINGOT, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI, G. E. BANKS, V. MONTIEL & J. INIESTA. Electrochemical devices for monitoring biomarkers in embryo development. Electrochim. Acta, DOI : 10.1016/j.electacta.2014.03.012

                Y. LADNER, F. d’ORLYE, C. PERRARD, B. Da SILVA, C. GUYON, M. TATOULIAN, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI & A. VARENNE. Surface functionalization by plasma treatment and click chemistry of a new family of fluorinated polymeric materials for microfluidic chips. Plasma Process. Polym. 11 (2014) 518–523.

                M. GIRARDOT, F. d’ORLYE & A. VARENNE. Electrokinetic characterization of superparamagnetic nanoparticle-aptamer conjugates : design of new highly specific probes for miniaturized molecular diagnostics Anal. Bioanal. Chem. 406(2014) 1089-1098

                A. OUERGHUI, H. ELAMARI, S. GHAMMOURI, F. MEGANEM, R. SLIMI & C. GIRARD. Polystyrene-supported triazoles for metal ions extraction : Synthesis and evaluation. React. Funct. Polym. 74 (2014) 37-45.

                A. CALMET, K. KHALFALLAH, H. AYOUB, V. LAIR, S. GRIVEAU, P. BRUNSWICK, F. BEDIOUI & M. CASSIR. Small fiber neuropathy diagnosis by a non-invasive electrochemical method : mimicking the in vivo responses by optimization of electrolytic cell parameters. Electrochim. Acta, DOI : 10.1016/J.electacta.2014.02.053.

                M. RANGEL ARGOTE, E. SANCHEZ GUILLEN, A. G. PORRAS GUTIERREZ, O. SERRANO TORRES, C. RICHARD, J. H. ZAGAL, F. BEDIOUI, S. GUTIERREZ GRANADOS & S. GRIVEAU. Preparation and characterization of electrodes modified with pyrrole surfactant, multiwalled carbon nanotubes and metallophthalocyanines for the electrochemical detection of thiols. Electroanalysis, 26(2014) 507–512.

                L. TO THI KIM, V. ESCRIOU, S. GRIVEAU, A. GIRARD, L. GRISCOM, F. RAZAN & F. BEDIOUI. Array of ultramicroelectrodes for the simultaneous detection of nitric oxide and peroxynitrite in biological systems. Electrochim. Acta, DOI : 10.1016/j.electacta.2014.01.053

 

Publications 2013 :

                M. GIRARDOT, H-Y. LI, S. DESCROIX, A. VARENNE, Binding parameters between an aptamer and its target by frontal analysis continuous microchip electrophoresis (FACMCE) : a comprehensive study of buffer composition and thermal treatment in the case of lysozyme. Chromatographia, 76 (2013) 305-312

                M. GIRARDOT, F. D’ORLYE, S. DESCROIX, A. VARENNE., Aptamer-conjugated nanoparticles : Preservation of targeting functionality demonstrated by microchip electrophoresis in frontal mode.Analytical Biochemistry435 (2013)150-152

                M. GIRARDOT, F. D’ORLYE, A. VARENNE. , Electrokinetic characterization of superparamagnetic nanoparticle–aptamer conjugates : design of new highly specific probes for miniaturized molecular diagnostics. Anal. Bioanal. Chem., DOI 10.1007/s00216-013-7265-7

                A. VARENNE, Cooperation increases between analytical sciences and recycling. TrAC-Trends in Analytical Chemistry 48 (2013) 22-29

                T. D. MAI, F. D’ORLYÉ, C. MENAGER, A. VARENNE, M. SIAUGUE, Red blood celles decorated with functionalized core-shell magnetic nanoparticles : elucidation of the adsorption mechanism, Chem. Comm. 49 (2013) 5393—5395

                Y. LADNER, F. D’ORLYE, C. PERRARD, B. DA SILVA, C. GUYON, M. TATOULIAN, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI & A. VARENNE., Surface functionalization of COC microfluidic materials by plasma and click chemistry processes., Plasma Process Polym.10(2013)959-969

                S. GRIVEAU & F. BEDIOUI., Electroanalytical métholodologies for the detection of S-nitrosothiols in biological fluids. Analyst 138 (2013) 5173-5181.

                A. ILIOAIA, S. GRIVEAU, C. RICHARD, F. BEDIOUI & R. SĂNDULESCU., Horseradish peroxidase nanopatterned electrodes by click chemistry : Application to the electrochemical detection of paracetamol. Electroanalysis 25 (2013) 1369-1372.

                D. QUINTON, A. MARINGA, S. GRIVEAU, T. NYOKONG & F. BEDIOUI., Surface patterning using scanning electrochemical microscopy to locally trigger a « click » chemistry reaction. Electrochem. Commun. 31 (2013) 112-115.

                M. LAZERGES, V. T. TAL, P. BIGEY, D. SCHERMAN & F. BEDIOUI., Electrochemical DNA-biosensors : two-electrode set up well adapted for miniaturized devices. Sensors & Actuators B 182 (2013) 510-513.

                M. LAZERGES & F. BEDIOUI., 2012 Survey on the evolution of the detection limit offered by electrochemical DNA-biosensors. Anal. Bioanal. Chem.405 (2013) 3705-3714.

                S. GRIVEAU & F. BEDIOUI., Overview of significant examples of electrochemical sensor arrays designed for the detection of nitric oxide and relevant species in biological environement. Anal. Bioanal. Chem. 405 (2013) 3475-3488.

                A. G. PORRAS GUTIERREZ, B. FRONTANA-URIBE, S. GUTTIEREZ GRANASDOS, S. GRIVEAU & F. BEDIOUI., In situ characterization by cyclic voltammetry and conductance of composites based on polypyrrole, multi-walled carbon nanotubes and cobalt phthalocyanine. Electrochim. Acta 89 (2013) 840–847

                F. BEDIOUI & S. GRIVEAU., Electrochemical detection of nitric oxide : assessement of twenty years of strategies. Electroanalysis 25 (2013) 587-600.

                H. ELAMARI, R. SLIMI, G. G. CHABOT, L. QUENTIN, D. SCHERMAN, C. GIRARD., Synthesis and in vitro evaluation of potential anticancer activity of bis-alkyne and their mono- and bis-1,2,3-triazole derivatives. European Journal of Medicinal Chemistry 2013, 60 : 360-364.

 

Publications 2012 :

                A. PORRAS GUTIERREZ, M. RANGEL ARGOTE, J. H. ZAGAL, S. GRIVEAU, S. GUTIERREZ GRANADOS, A. ALATORRE ORDAZ & F. BEDIOUI. Catalytic activity of electrode materials based on polypyrrole, multi wall carbon nanotubes and cobalt phthalocyanine for the electro oxidation of glutathione and L-cysteine. J. Chil. Chem. Soc., sous presse.

                F. BEDIOUI & S. GRIVEAU. Electrochemical detection of nitric oxide : assessement of twenty years of strategies. Electroanalysis, sous presse.

                L. JUGÉ, BT DOAN, J. SEGUIN, M. ALBUQUERQUE, B. LARRAT, N. MIGNET, G. G. CHABOT, D. SCHERMAN, V. PARADIS, V. VILGRAIN, B. E. VAN BEERS, R. SINKUS. Colon tumor growth and antivascular treatment in mice : complementary assessment with MR elastography and diffusion-weighted MR imaging. Radiology, 264 (2012) 436-444

                E.ONEN, I DURMAZ, J.HERSCOVICI, D. SCHERMAN, R. ARTALAY. A novel thiazolidine compound induces caspase-9 dependent apoptosis in cancer cells. Bioorganic & Medicinal Chemistry 20 (2012) 5094-5102

                A. CERNAT, S. GRIVEAU, P. MARTIN, J. C. LACROIX, R. SANDULESCU & F. BEDIOUI. Electrografted nanostructured platforms for click chemistry. Electrochem. Commun. 23 (2012) 141-144.

                J. FORTAGE, F. TYERERAS, C. PELETIER, G. DUPEYRE, A. CALBOREAN, F. BEDIOUI, P. OCHSENBEIN, F. PUNTORIERO, S. CAMPAGNA, I. CIOFINI & P. LAINE. Tictoid expanded pyridiniums : assessing structural, electrochemical, electronic and photophysical features. J. Phys. Chem. A, 116 (2012) 7880-7891.

                M. COATES, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI & T. NYOKONG. Layer by layer electrode surface functionalization using carbon nanotube, electrografted azide-alkyne functions and click chemistry. Electroanalysis, 24 (2012) 1833-1838.

                A. NASSI, L. TO THI KIM, A. GIRARD, L. GRISCOM, S. GRIVEAU, L. THOUIN & F. BEDIOUI. Comparison of three different configurations of dual ultramicroelectrodes for thye decomposition of S-Nitro-L-glutathione and the direct detection of nitric oxide. Microchim. Acta. 179 (2012) 337-343

                H. AYOUB, V. LAIR, S. GRIVEAU, P. BRUNSWICK, F. BEDIOUI & M. CASSIR. Electrochemical characterization of stainless steel as a new electrode material in a medical device for the diagnosis of sudomotor dysfunction. Electroanalysis 24 (2012) 1324-1333.

                C. CERON GUTIERREZ, J. F. SILVA, J. PAVEZ, F. BEDIOUI & J. H. ZAGAL. Inverted linear correlation between the catalytic activity of iron phthalocyanines and the formal potential of the catalyst in the electro oxidation of L-cysteine. Electrocatalysis 3 (2012) 153-159.

                J. FORTAGE, C. PELETIER, C. PERRUCHOT, Y. TAKEMOTO, Y. TEKI, F. BEDIOUI, V. MARVAUD, G. DUPEYRE, L. POPISIL, C. ADAMO, M. HROMADOVA, I. CIOFINI & P. LAINE. Single step versus stepwise two electron-reduction of polyarylpyridiniums : insight from the steric switching of the redox potential compression. J. Amer. Chem. Soc. 134 (2012) 2691-2705.

                M. COATES, H. ELAMARI, C. GIRARD, S. GRIVEAU, T. NYOKONG & F. BEDIOUI. 4-Azidoaniline as a versatile molecular building block for functionalisation of conductive surfaces by click chemistry and electrochemistry. J. Electroanal. Chem. 670 (2012) 79-84

                H. AYOUB, V. LAIR, S. GRIVEAU, P. BRUNSWICK, J. H. ZAGAL, F. BEDIOUI & M. CASSIR. Electrochemical kinetics of anodic dissolution in aqueous media as a function of chloride ion concentration at pH values close to physiological conditions. Electroanalysis 24 (2012) 386-391.

                H. AYOUB, V. LAIR, S. GRIVEAU, A. GALTAYRIES, P. BRUNSWICK, F. BEDIOUI & M. CASSIR. Ageing of nickel used as sensitive material for early detection of sudomotor dysfunction. Appl. Surf. Sci.258 (2012) 2724-2731

                K. KHALFALLAH, H. AYOUB, J. H. CALVET, X. NEVEU, P. BRUNSWICK, S. GRIVEAU, V. LAIR, M. CASSIR & F. BEDIOUI. Non invasive galvanic skin sensor for early diagnosis of sudomotor dysfunction : application to diabetes. IEEE Sensors J., 12 (2012) 456-463.

                A. CERNAT, M. TERTIS, S. GRIVEAU, F. BEDIOUI, R. SANDULESCU New modified electrodes with HRP immobilized in polymeric films for paracetamol analysis. Farmacia 60 (2012) 1-12

                J. H. ZAGAL, S. GRIVEAU , M. SANTANDER-NELLI, S. GUTIERREZ GRANADOS, F. BEDIOUI. Carbon nanotubes and metalloporphyrins and metallophthalocyanines-based materials for electroanalysis. J. Porph. Phthal. 16 (2012) 713-740

                D. QUINTON, A. GALTAYRIES, F. PRIMA, S. GRIVEAU, Functionalization of titanium surfaces with a simple electrochemical strategy, Surface & Coatings Technology 206 (2012) 2302–2307

                H. AYOUB, V. LAIR, S. GRIVEAU, A. GALTAYRIES, P. BRUNSWICK, F. BEDIOUI & M. CASSIR. Ageing of nickel used as sensitive material for early detection of sudomotor dysfunction. Appl. Surf. Sci. 258 (2012) 2724-2731

                 BT DOAN, J. SEGUIN, M. BRETON, R. LE BEHEREC, M. BESSODES, J. A. RODRIGUEZ-MANZO, F. BANHART, JC BELOEIL, D. SCHERMAN, C. RICHARD, Functionalized single-walled carbon nanotubes containing traces of iron as new negative MRI contrast agents for in vivo imaging . Contrast Media and Molecular Imaging 7 (2012) 153-159

Thèses

 

Shiva KAHLOR :

Préparation de banques de molécules hautement diversifiées pour évaluation de leur activité biologique par synthèse en flux continu utilisant des microréacteurs

Dir./Codir. Chimie ParisTech : C.Girard
Soutenance : 10/2014


Amandine CALMET : 

Nouveaux matériaux d’électrodes pour le diagnostic précoce du diabète et de la mucoviscidose par la technologie SudoscanTM : cinétique électrochimique et vieillissement dans des solutions biomimétiques

Dir./Codir. Chimie ParisTech : F.Bedioui/M.Cassir
Soutenance :10/2015


Camille PERREARD : 

Dispositifs analytiques miniaturisés pour l’analyse de résidus médicamenteux dans les eaux

Dir./Codir. Chimie ParisTech : A.Varenne/F.Bedioui
Soutenance : 09/2015


Abdulghani ISMAEL : 

Dispositifs analytiqus miniaturisés pour la détection de nitrosothiols dans les fluides biologiques

Dir./Codir. Chimie ParisTech : A.Varenne/F.Bedioui 
Soutenance : 09/2016


Gonzalo RAMIREZ :

Synthèse et caractérisation physico-chimique de nanouparticules à luminescence persistante et évaluation de leur biocompatibilité pour des applications médicales et de diagnostic

Dir./Codir. Chimie ParisTech : A.Varenne/N.Mignet
Soutenance : 09/2015


Damaris CORTES GARCIA :

Caractérisation par méthodologies analytiques de nanotubes de peptides nanosupports pour le diagnostic

Dir./Codir Chimie ParisTech : A. Varenne
Soutenance : 09/2016


Marcelo GIRARDO :

Catalyse électroassistée de la réduction de CO2 par des POMs

Dir./Codir. Chimie ParisTech : F.Bedioui/A.Proust
Soutenance : 09/2016


Caroline THEBAULT :

Imagerie bimodale IRM et optique à l’aide de liposomes Ultramagnétiques pour le diagnostic et le traitement de cancers

Dir./Codir. Chimie ParisTech : Bich-Thuy. Doan/ Christine. Ménager 

Soutenance : 05/2017


François-Xavier GUILLON :

Biocapteurs électrochimiques de micro-ARN pour le diagnostic médical

Dir./Codir. Chimie ParisTech : F.Bedioui/M.Lazerges 

Soutenance : 10/2017 


Ludovic LELEU :

Elaboration de banques de molécules structurellement diversifiées à partir du squelette de l’acide kojique et évaluation de leur activité biologique

 

Dir./Codir. Chimie ParisTech : C. Girard 
Soutenance : 11/2017

Partenariats

L’équipe SEISAD est membre de : 

  • Réseau DIM Analytics, défis analytique, du concept au système qui vise à développer la chimie analytique, le développement analytique et l’innovaton en matière d’analyse
  • Réseau DIM NANO-K, des atomes froids aux nanosciences, qui vise à fédérer et animer au plan scientifique la communauté des nanosciences en Ile-de-France
  • LabEx MICHEM qui a pour but d’observer, de comprendre et de prédire la réactivité d’objets au niveau sous-nanométrique (ou attaoseconde) jusqu’à l’échelle macroscopique, puis de synthétiser de nouvelle sstructures moléculaires et supramoléculairs à propriétés contrôlées, en les organisant et les analysant selon des approches "bottom-up"
  • LabEx "Institut Pierre Gilles de Gennes" IPGG dédié à la recherche microfluidique et ses applications
  • GDR CNRS "ChemBioScreen", criblage bil-ologique des petites molécules.

 

Tutelles

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Réseaux d’ultra microélectrodes pour la détection électrochimiques d’analytes d’intérêt biologique (conçus en collaboration entre l’UPCGI CNRS 8151 et  SATIE-BIOMIS CNRS 8029 dans le cadre de l’ANR MECANO)
Réseaux d’ultra microélectrodes pour la détection électrochimiques d’analytes d’intérêt biologique (conçus en collaboration entre l’UPCGI CNRS 8151 et SATIE-BIOMIS CNRS 8029 dans le cadre de l’ANR MECANO)

Contacts

Directeur : Dr. Daniel Scherman

Téléphone : 01 53 73 96 90

Fax : 01 43 26 69 18

Responsable local : Fethi Bedioui

Téléphone : 01 44 27 64 89

Fax : 01 44 27 64 92

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