Pôles d'intervention et axes de recherche

Le thème rassembleur de PROTEO est la compréhension de la relation entre la structure des protéines et leurs fonctions biologiques. Nos activités se démarquent de celles d'autres groupes par le fait que dans PROTEO ce n'est pas tant l'identification empirique (la cartographie) d'une part et le fonctionnement d'autre part qui retiennent l'attention. En effet, nous cherchons à comprendre comment la structure influe sur les fonctions, comment des modifications de la structure peuvent améliorer ou inhiber le fonctionnement de protéines fondamentalement importantes non seulement en santé, mais aussi en environnement et dans bien d'autres secteurs. À cette fin, PROTEO doit obligatoirement réunir des scientifiques d'expertises complémentaires, une condition essentielle pour étudier des problématiques d'envergure en science des protéines.

Des activités de planification et de concertation au sein de PROTEO ont permis d'identifier des programmes porteurs mettant en valeur l'action synergique de plusieurs chercheurs. Le financement obtenu vise à consolider, à améliorer et à renouveler ces programmes tout en cultivant la capacité des membres d'innover dans leurs domaines d'activité respectifs. Compte tenu des expertises des chercheurs, de leur complémentarité et des synergies prévisibles, les efforts de recherche communs s'inscrivent dans deux grands pôles d'intervention contenant cinq axes de recherche où d'importantes percées sont à prévoir. Dans chacun des axes, des projets porteurs tirant profit de l'environnement pluridisciplinaire de PROTEO ont été ciblés. Pour plus d'information, voyez les intérêts de recherche de chacun des membres dans la section Équipes scientifiques.



Voici les pôles et axes de recherche de notre regroupement:

 

PÔLE QUALITÉ DE VIE

Axe 1. Molécules bioactives

Pour moduler l'activité de protéines et d'enzymes d'intérêt thérapeutique et valider leur potentiel, il est essentiel d'avoir accès à une variété de petites molécules capables d'interagir sélectivement avec des protéines/enzymes cibles. Grâce à la présence de spécialistes en bioinformatique et de chimistes de synthèse, il est possible de faire le design in silico de composés pouvant agir comme modulateurs spécifiques de l'activité ou sondes biochimiques de protéines à l'étude. L'accès à de telles molécules est indispensable pour valider des hypothèses nouvelles et ainsi mener à des découvertes significatives, tout en permettant l'identification de nouvelles entités chimiques à fort potentiel thérapeutique.

Axe 2. Cibles et biomarqueurs protéiques

Avec le vieillissement de la population, l'émergence de nouvelles pathologies et de microorganismes de plus en plus résistants, il est impératif de trouver de nouvelles cibles d'attaque. Par ailleurs, il est universellement accepté qu'un diagnostic précoce augmente significativement les chances de guérison et diminue énormément les coûts de santé. Il est donc impératif de développer de nouvelles approches de biodiagnostic et d'identifier de nouveaux biomarqueurs fiables reliés à différentes pathologies. Compte tenu des expertises diversifiées reliées aux protéines (identification, production, purification, caractérisation structurale et biophysique, synthèse chimique), les chercheurs de PROTEO sont parfaitement positionnés d'une manière stratégique pour contribuer significativement à l'identification de nouvelles cibles, de biomarqueurs inédits et de nouveaux outils diagnostics.

Axe 3. Biologiques et biosimilaires

Le monde pharmaceutique a changé radicalement au cours des 25 dernières années. La pharmacopée actuelle compte majoritairement des protéines thérapeutiques produites par biotechnologie définies sous le terme générique de Biologiques (anticorps, protéines de remplacement, protéines thérapeutiques, vaccins synthétiques). Ce type de médicaments protéiques est en plein essor et de plus en plus utilisés en clinique. Qui plus est, la fin de la protection légale de plusieurs biologiques a conduit à une course effrénée pour développer des génériques de ceux-ci, les biosimilaires. Cette révolution requiert des recherches scientifiques et une main d'oeuvre hautement qualifiée pour développer cette industrie. En sus, la caractérisation des biologiques et des biosimilaires demandent des outils biophysiques, des méthodes et des expertises complètement différentes de celles des petites molécules. Plusieurs chercheurs de PROTEO ont des expertises et des intérêts de recherche dans ce domaine.

 

 

PÔLE SOCIÉTÉ DURABLE

Axe 4. Biocatalyse

L'utilisation in vitro d'enzymes pour la biocatalyse requiert l'identification et l'ingénierie d'enzymes pour leur permettre de fonctionner efficacement avec différents substrats et dans des conditions différentes de celles où elles agiraient normalement. Ce faisant, optimiser la stabilité et l'activité de ces biocatalyseurs demandent des efforts de recherche de plusieurs spécialistes capables de faire du design, de l'ingénierie et de la production d'enzymes améliorées. Par la suite, des caractérisations poussées sont nécessaires pour déterminer la structure, la stabilité et les paramètres cinétiques de ces biocatalyseurs de nouvelles générations. Finalement, il est souvent nécessaire d'immobiliser les enzymes sur des substrats pour permettre leur récupération et leur réutilisation. PROTEO est parfaitement positionné pour développer des biocatalyseurs requis pour de nombreux secteurs industriels; de la valorisation de la biomasse jusqu'à la production de molécules bioactives.

Axe 5. Bioprocédés

En complément de l'utilisation d'enzymes isolées pour la biocatalyse, une voie d'avenir s'ouvre par la possibilité d'utiliser ces mêmes biocatalyseurs directement dans leur milieu cellulaire (in vivo) dans des procédés biologiques. Limité jusqu'à maintenant à l'utilisation d'une seule enzyme incorporée dans une cellule pour effectuer une transformation, les travaux récents de biologie synthétique démontrent la possibilité d'utiliser plusieurs enzymes implantées dans une même cellule pour effectuer des transformations chimiques complexes, conduisant à des produits à forte valeur ajoutée. Il y a donc des opportunités pouvant conduire à des retombées substantielles. Cependant, pour relever les défis scientifiques inhérents au développement de bioprécédés efficaces, la mise en commun de plusieurs expertises est nécessaires. Des chercheurs de PROTEO sont déjà à l'oeuvre dans ce domaine et le regroupement est parfaitement positionné pour assumer le leadership dans ce secteur.