Plateforme de caractérisation des nanovéhicules biologiques ou de synthèse

Le caractère unique de notre plateforme est conféré par la présence des expertises, la complémentarité des appareils et leur grande accessibilité (adaptation au contexte industriel et académique), mais également les nombreuses interactions productives avec des partenaires industriels de longue date. La plateforme VBS est une des seules plateformes spécialisées dans la caractérisation des VBS au Québec et certainement une des plus complètes au Canada.

En fonction depuis une vingtaine d’années, la plateforme de caractérisation des nanovéhicules biologiques ou de synthèse qui réalisait principalement l’évaluation de la présence ou de l’intégrité des particules virales et bactériennes par microscopie électronique s’est raffinée au cours des cinq dernières années en y ajoutant de nouvelles expertises. 

L’infrastructure est mise à la disposition du corps professoral aux expertises variées du Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS, dont :

• Le professeur Frédéric Veyrier, spécialiste de la microscopie électronique, qui étudie les membranes de bactéries pathogènes et les OMVs, et participe à la caractérisation des effets antibactériens des nanovéhicules;
• Le professeur Charles Ramassamy, qui travaille sur le potentiel thérapeutique des nanoparticules dans le traitement de la maladie d’Alzheimer, ainsi que sur l’isolation et sur la caractérisation des vésicules extracellulaires périphériques comme outil de découverte de biomarqueurs des maladies neurodégénératives;
• Le professeur Denis Girard, qui caractérise l’interaction des nanovéhicules avec le système immunitaire. Il est aussi directeur du regroupement de recherche québécois R2nanos en nanosciences (hyperlien);
• Le professeur Alain Lamarre, qui se spécialise dans l’utilisation des nanoparticules virales atténuées (VLP : Virus like particles) dans le traitement des infections virales chroniques;
• Des équipes de chimistes (professeure Annie Castonguay et professeur Steven Laplante) qui synthétisent ces nanovéhicules.

En plus de cette masse professorale critique, un effort considérable a été fait dans les dernières années pour intégrer dans la plateforme VBS d’autres appareils (pour environ 3M$) qui permettent de caractériser différents types de véhicules. Ces ajouts se sont faits en accord avec les besoins exprimés par les partenaires industriels et académiques.

La plateforme s’est notamment dotée de plusieurs instruments de préparation des échantillons pour visualiser les particules par microscopie électronique à balayage ou à transmission, d’un nanosight NS300 et d’un nanoZS qui permettent, de façon automatisée, de déterminer la distribution des tailles des particules en suspension, leur densité, l’index de polydispersion et leur charge avec le potentiel zêta, ainsi que d’un cytomètre, le Cytoflex, pour analyser la distribution des véhicules de taille nanométrique en plaque de 96 ou de 384 puits en quelques minutes.

La plateforme VBS a aussi la capacité de caractériser l’action des particules sur des modèles de cellules humaines en culture mais aussi dans l’animal. Pour ce dernier, la plateforme VBS s’est dotée d’un laboratoire d’imagerie du petit animal grâce à un investissement majeur de l’INRS (environ 0,5M$). Ce laboratoire comprend un IVIS lumina III (Perkin), un système d’imagerie à la fine pointe de la technologie qui permet, entre autres, de détecter la localisation des nanoparticules (fluorescentes ou luminescentes) injectées dans ce dernier. 

La plateforme VBS est ouverte à toute clientèle dans la limite de ses capacités. Pour certaines compagnies, nous mettons en place des procédures d’opérations standardisées (SOPs) avec les standards ISO (International Organization for Standardization) qui sont vérifiées périodiquement par des audits. Les partenaires peuvent aussi louer certains équipements qui seront opérés par leur personnel. Une formation devra être suivi avec un professionnel du Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS durant les heures ouvrables (réservation requise). 

Lorsqu’un partenaire requiert une mise au point d’une nouvelle technique, des contrats de consultants ou des partenariats à plus grande échelle peuvent être mis en place grâce à certaines demandes de financements spécifiques de type CRSNG Alliance. La plateforme VBS offre aussi des cours de niveau universitaire supérieur crédités (Imagerie I : IAF6080 et Imagerie II : IAF6090)

Gouvernance et gestion 

La plateforme appartient au Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie de l’INRS, dont le directeur est le professeur Claude Guertin. Sa gestion est assurée par le professeur Frédéric Veyrier avec l’aide d’un comité de développement composé des professeurs Denis Girard, Angela Pearson et Charles Dozois. Le plan de développement ainsi que le budget final et prévisionnel sont présentés et approuvés annuellement par l’assemblée professorale. 

La plateforme VBS offre plusieurs services techniques à la communauté scientifique universitaire et aux industries œuvrant dans le domaine de la santé humaine, animale ou végétale, la recherche ou les biotechnologies :

• Recherche et identification de virus de toutes provenances
• Recherche, identification (Gram positif ou Gram négatif) et description de bactéries de toutes provenances
• Recherche et identification de contaminants (ex. : mycoplasmes) dans des échantillons cliniques ou des cultures cellulaires
• Immuno-électromicroscopie avec ou sans or colloïdal sur un échantillon liquide (coloration négative) ou sur des coupes cellulaires (techniques de pré- ou de post-enrobage)
• Contrôle de qualité de fractions virales de gradients de densité
• Morphologie cellulaire sur coupes minces
• Quantification de virus (ex. : Retrovirus) à l’aide de sphères de latex à concentration connue par coloration négative
• Contrôle de qualité des produits biologiques rejetés à l’égout municipal
• Recherche de Retrovirus dans des cellules, identification et compte de la proportion des cellules (coupes cellulaires) infectées
• Analyse de la taille des nanovéhicules (Zetasizer / Nanosight NS300) en fonction de la nature du véhicule
• Densité des nanovéhicules par taille (Nanosight NS300) et leurs charges (Nanosizer)
• Morphologies et caractéristiques de surface (microscopie électronique à transmission et à balayage)
• Quantification précise de la fluorescence (spectromètre SpectraMax M5 / Nanosight NS 300 / Cytoflex)
• Agrégation des nanovéhicules suite au stockage ou dans des milieux biologiques (microscopie électronique à transmision et Nanosight NS 300)
• Vérifier la présence des marqueurs spécifiques des exosomes
• Interaction avec les protéines corona, plasmatiques ou autres fluides (Nanosight NS 300)

Caractérisations biologiques 

• Tests de toxicité sur modèles cellulaires provenant de différentes espèces et sur les alevins de poissons
• Mécanismes d’internalisation des nanovéhicules (clathrin dépendant, macropinocytose, etc) par les différents types cellulaires (endocytose, etc)
• Cinétique de passage des nanovéhicules à travers différentes barrières comme la barrière sang-cerveau ou intestinale (transcytose)
• Localisation intracellulaire des nanovéhicules par microscopie de fluorescence et confocale
• Effets des nanovéhicules sur la production des espèces réactives à l’oxygène, sur la production de marqueurs oxydatifs, sur le stress oxydatif
• Effets des nanovéhicules sur les marqueurs inflammatoires
• La biodistribution des nanovéhicules

Contactez-nous pour nous faire part de vos besoins.

Clientèle

Clientèle industrielle

Des compagnies pharmaceutiques d’envergure mondiale comme GSK (GlaxoSmithKline Laval et Ste Foy, Canada), WuXi AppTec (Philadelphia, USA), VBI Vaccines (Ottawa, Canada), des compagnies québécoises comme Nexelis, Paraza Pharma, Immuni T, ainsi que nombreuses compagnies incubées au CQIB (Centre québécois d’innovation en biotechnologie de la Cité de la BioTech (NanoBrand, Ovensa, Smart Medicines)(Lettre N°3)(40k$/an).

Trois de ces compagnies, qui représentent bien la diversité de nos partenaires, ont fourni des lettres démontrant leur intérêt pour la plateforme. Nos clients académiques proviennent, pour leur part de l’INRS (plus d’une vingtaine) et d’autres universités québécoises comme McGill, l’Université de Montréal et le Conseil national de recherche du Canada. 

La production de nanovéhicules capables de délivrer un principe actif de façon ciblée avec une plus grande stabilité est en pleine émergence et représente d’impressionnantes perspectives en médecine moderne pour le traitement de nombreuses maladies allant des infections microbiennes aux cancers. 

Pour aider au développement de certains médicaments et vaccins, la plateforme de caractérisation de nanovéhicules biologiques ou de synthèse (plateforme VBS) a été mise en place il y a plusieurs décennies au sein du Centre Armand-Frappier Santé-Biotechnologie de l’INRS. Elle jouit d’une très bonne réputation et a su acquérir et maintenir un solide réseau de partenaires industriels et académiques. Elle est située dans un pôle scientifique Québécois majeur en pleine ébullition : la Cité de la Biotech, où s’entrecroisent des entreprises biopharmaceutiques d’envergure et des instituts de recherche. 

Le secteur, tant académique qu’industriel, a un besoin urgent de développer des méthodes de mesure des effets biologiques des VBS aux normes BPLs afin de définir leur toxicité ou leur mode d’action sur des tissus vivants à différentes échelles. Notre plateforme et notre établissement universitaire sont les seuls, au Québec, à détenir l’ensemble de ces expertises.