Mots-Clés

single-cell transcriptomics machine learning R python SVM

Description

Nous recherchons un étudiant de M2 génétique ou bio-informatique pour contribuer à l'analyse comparative de données single-cell RNA-seq issues de prélèvements de moelle épinière humaine et souris. Au sein d'une équipe pluridisciplinaire et translationnelle, vous interagirez avec des neurochirurgiens, des neuroscientifiques et des généticiens spécialisés dans l'analyse génomique inter-espèces. La poursuite vers une thèse est possible au décours du M2. 

Encadrant : Steven KNAFO, service de neurochirurgie Bicêtre et U1195

Co-encadrante : Camille BERTHELOT, équipe "Génomique fonctionnelle comparative"

Date : Janvier à Juillet 2024

Lieu : Hôpital Bicêtre, unité U1195 (https://dhns-inserm.fr)

Compétences : analyse de données de séquençage sur cluster (Unix) ; analyse transcriptomique et modèles machine learning (SVM) sur Python et/ou R (Seurat)

> Envoi CV et lettre de motivation : steven.knafo@aphp.fr

Résumé du projet

Objectif.

Les traumatismes de la moelle épinière constituent un fardeau individuel et sociétal pour lequel il n'existe à ce jour aucun traitement curatif. Récemment, la stimulation épidurale électrique a montré des résultats précliniques et cliniques prometteurs mais son absence de spécificité rend sa mise en œuvre complexe. Or, chez le poisson zèbre ou la souris, la manipulation sélective de populations de neurones spinaux ciblés génétiquement a permis d'importants progrès dans la compréhension des circuits locomoteurs de la moelle épinière.

Notre objectif est d'établir une caractérisation multimodale, transcriptomique et morphologique, des interneurones de la moelle épinière humaine impliqués dans la réorganisation des circuits spinaux au décours d'un traumatisme médullaire afin de tester de nouvelles stratégies de thérapie cellulaire ciblée.

Méthodes et résultats attendus.

Nous avons mis au point un protocole inédit de prélèvement de moelle épinière humaine lors de prélèvements multiples d'organes sur des patients en état de mort encéphalique ou Maastricht III (enregistrement PFS21-002). L'acquisition de tissu médullaire frais nous offre l'opportunité unique d'étudier ex vivo les neurones spinaux humains en adoptant une approche comparative avec la souris. Nous étudierons en particulier les neurones inhibiteurs ventraux de la moelle épinière, appelés "neurones V1" chez la souris et supposés homologues aux interneurones Ia et aux cellules de Renshaw chez l'homme. Nous réaliserons tout d'abord une étude transcriptomique en noyaux uniques (snRNA-seq) chez des souris En1Cre;Sun1-sfGFP, dont les neurones V1 expriment de façon sélective un marqueur nucléaire fluorescent (WP1a). Puis nous relierons les profils transcriptomiques ainsi obtenus à des sous-groupes morphologiques de neurones V1 marqués de façon sporadique chez des souris En1Cre;MORF3 afin d'établir une signature transcriptomique enrichie des neurones V1 souris (WP1b). Nous appliquerons ensuite cette signature à des données transcriptomiques (snRNA-seq) obtenues à partir de neurones issus de prélèvements de moelle épinière humaine. Nous établirons ainsi chez l'homme des clusters homologues présumés aux neurones V1 de la souris (WP2a). Puis nous chercherons à relier ces populations candidates aux interneurones spinaux humains connus en réalisant des hybridations en chaine associant les marqueurs transcriptomiques identifiés à des marqueurs immunohistochimiques préalablement décrits ainsi qu'à des reconstructions axonales par remplissage intracellulaire (WP2b).

Conclusion.

Ce projet conduira à une caractérisation multimodale inédite des interneurones sensorimoteurs de la moelle épinière humaine, et en particulier des interneurones inhibiteurs ventraux cruciaux pour la récupération neurologique au décours d'une lésion médullaire. Cette identification moléculaire inter-espèces définira un nouveau cadre translationnel permettant d'accélérer le développement de stratégies cellulaires ciblées au service des patients blessés médullaires.

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