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Poste de thèse : Neurosciences et nanoparticules

Nom du responsable scientifique : Laurent Juvin
Date de début de la thèse : 1 octobre 2019

Description du sujet de thèse

Les nanoparticules (NP) possèdent des propriétés uniques permettant le développement de produits manufacturés aux caractéristiques inédites dans tous les champs de l’activité humaine (agroalimentaire, cosmétique, médecine, etc). En conséquence, les personnes travaillant à la production des NP tout comme l’ensemble de la population y seront de plus en plus exposés, posant le double problème de santé environnementale et de risque sanitaire dans le cadre de la santé et sécurité au travail. Soutenus par l’Agence Nationale de Sécurité Sanitaire (Anses) lors du Programme National de Recherche Environnement Santé Travail 2013 (PNREST 2013; étude de faisabilité), nous avons développé chez l’animal un modèle d’étude visant à identifier les effets d’une exposition aiguë aux NP d’oxyde de zinc (ZnO) et de titane (TiO2) sur le fonctionnement du système nerveux central, en particulier sur l’activité des neurones des centres respiratoires. Un des principaux résultats obtenus montrent que l’exposition aiguë aux NP ZnO/TiO2 entraîne chez des rats nouveau-nés des effets hautement délétères, caractérisés en outre par un arrêt prématuré et définitif de l’activité respiratoire centrale. L’existence d’une transmission verticale maternofoetale des NPs (via la barrière placentaire) ayant été rapportée chez les rongeurs, le projet de thèse aura pour objectif d’étudier la mise en place et le fonctionnement des réseaux neuronaux respiratoires suite à une exposition chronique aux NPs chez la mère gestante. Ce projet de thèse visera à analyser in vivo le comportement respiratoire (pléthysmographie corps entier) des animaux nouveau nés ayant été exposés aux NPs au cours des périodes foetales. Dans un second temps et sur la base des données obtenues lors de notre étude de faisabilité, nous analyserons la mise en place des réseaux moteurs centraux en utilisant des préparations de tronc cérébral moelle épinière isolées ex vivo ainsi que des tranches de bulbe rachidien à différents stades du développement (prénataux, postnataux, juvéniles). Des approches électrophysiologiques (enregistrements des activités neuronales, patch clamp, imagerie calcique) permettront d’évaluer si l’exposition chronique maternelle aux NPs affecte, retarde ou même bloque le développement normal des activités centrales, ainsi que celui des propriétés bioélectriques des neurones bulbaires et des motoneurones impliqués dans la respiration. Enfin la modulation des taux de monoamines centraux sera évaluée par HPLC, suite à l’exposition foetale aux NPs.

Contexte:
Ce projet de thèse se positionne sur les thématiques de recherche suivantes : neurotoxicologie des nanoparticules et des nanomatériaux, recherches méthodologiques, méthodes de référence. Suite à notre étude de faisabilité (PNR EST 2013) et forts de nos résultats, notre volonté est maintenant de développer un modèle in vivo d’exposition chronique aux nanoparticules au cours des périodes de gestation afin d’en évaluer les effets potentiellement délétères sur le développement et le fonctionnement du système nerveux central chez les premières générations.

Méthodes :
1. Approches toxicologiques (années 1 & 2): Afin d’évaluer les effets d’une transmission verticale des NP, les mères gestantes seront exposées de façon chronique aux NPs. La concentration en NP utilisée et la durée d’exposition feront l’objet d’une étude permettant d’appréhender les effets/doses ainsi que les effets/durées d’exposition;
2. Approches comportementales (années 1 & 2): Les rythmes et patterns respiratoires des animaux nouveau nés ayant ainsi subi une exposition chronique aux NP au cours des périodes foetales seront analysés sur une plateforme d’analyse de la respiration (pléthysmographie corps entier);
3. Approches pharmacologiques (années 2 & 3): la modulation des taux de monoamines centraux sera évaluée chez des animaux nouveau-né ou juvénile suite à une exposition foetale chronique. Pour cela une approche de chromatographie liquide à haute performance (HPLC) sera employée.
4. Approches électrophysiologiques (années 2 & 3): les enregistrements des activités respiratoires neuronales (extracellulaire, patch-clamp, imagerie calcique) qui seront menés à partir de modèles de tissu nerveux isolé (tronc cérébral, moelle épinière) prélevés chez le foetus, l’animal nouveau-né ou juvénile, et maintenus en survie ex vivo grâce à la perfusion d’un milieu physiologique dont la composition est proche de celle du liquide cérébrospinal;

Profil de la candidate ou candidat :
Parcours en Neurosciences et connaissance des réseaux de neurones moteurs.
Le(a) candidat(e) devra maitriser les techniques suivantes:
– Pléthysmographie corps entier chez le jeune animal (rongeur)
– Dosage des monoamines centrales par chromatographie liquide à haute performance (HPLC)
– Électrophysiologie extracellulaire sur des préparations de rongeur ex vivo

Contexte de travail

La Thèse se déroulera principalement à l’INCIA (Univ. Bordeaux), en partenariat avec l’Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (UMR5026) et le laboratoire Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et continentaux (UMR 5805).

Pour plus d’informations sur notre laboratoire, site web INCIA: http://www.incia.u-bordeaux1.fr/

Postuler

https://emploi.cnrs.fr/Offres/Doctorant/UMR5287-LAUJUV-001/Default.aspx

08/07/19