« La collaboration entre physiciens et biologistes constitue un véritable accélérateur de découvertes » Rencontre avec Abdou Rachid Thiam, directeur de recherche au CNRS et chef de groupe à l’Ecole Normale Supérieure à Paris
Lauréat 2025 du Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant, Abdou Rachid Thiam dévoile les avancées de ses recherches et ses liens avec l’industrie, le tout avec un objectif : accélérer la mise au point de nouvelles approches thérapeutiques.
Votre projet de recherche s’articule autour du fonctionnement des organites. Pouvez-vous tout d’abord les définir ?
Les organites sont les compartiments spécialisés qui constituent l’intérieur des cellules, comme les organes de notre corps, mais à l’échelle microscopique. Chacun a ses fonctions : les mitochondries produisent l’énergie cellulaire ; le réticulum endoplasmique synthétise de nombreux lipides et protéines et les transmet aux autres ; les lysosomes assurent le recyclage des constituants cellulaires ; les gouttelettes lipidiques servent, entre autres, de réservoirs énergétiques.
Les organites ont, longtemps, été étudiées de manière indépendante mais nous savons aujourd’hui qu’une cellule ne fonctionne pas comme une juxtaposition de compartiments isolés. Les organites communiquent en permanence, échangent des molécules, des signaux et de l’énergie. Cette communication est essentielle pour coordonner les réponses de la cellule face aux changements de son environnement.
Cette question constitue-t-elle le cœur de vos recherches ?
Notre objectif est de comprendre comment les organites coopèrent pour permettre à la cellule de s’adapter aux différents types de stress auxquels elle est confrontée. Celle-ci doit continuellement faire face à des variations de son environnement : manque ou excès de nutriments, accumulation de lipides, stress oxydatif… Pour survivre, elle doit réorganiser son fonctionnement de manière dynamique. Cette adaptation mobilise à la fois les molécules individuelles et les organites, qui doivent ajuster leurs activités de manière coordonnée dans l’espace et dans le temps.
Les gouttelettes lipidiques constituent un excellent modèle pour étudier ces mécanismes. Longtemps considérées comme de simples réserves de graisse, elles sont aujourd’hui reconnues comme des organites centraux de la réponse au stress, agissant comme des tampons capables de protéger l’ensemble de la cellule. Pour comprendre ces phénomènes, mon équipe combine des approches de biophysique, de biologie cellulaire et de biochimie. Nous cherchons à décrypter les mécanismes fondamentaux régissant l’organisation et la communication entre les organites.
Quels sont les différents axes de vos travaux ?
Aujourd’hui, nos recherches s’intéressent à trois aspects. Nous étudions tout d’abord la régulation de la synthèse des lipides neutres : comment une cellule décide-t-elle de produire davantage de molécules de stockage lorsqu’elle est soumise à un stress lipidique ? Et quels mécanismes contrôlent cette décision, permettant la formation de nouvelles gouttelettes lipidiques ?
Sachant que le cholestérol est indispensable à la vie cellulaire mais que sa quantité doit être contrôlée, nous cherchons ensuite à comprendre comment les cellules répartissent, stockent et mobilisent cette molécule entre les différents organites afin de maintenir leur équilibre. Et enfin, nous nous intéressons aux mécanismes de communication entre les organites avec un objectif : Comprendre comment ces différents compartiments coordonnent leurs fonctions pour préserver l’homéostasie cellulaire et permettent à la cellule de faire face aux contraintes de son environnement.
Pour cela, vous avez réuni les compétences de physiciens et de biologistes. Quels sont les apports de cette synergie ?
L’interdisciplinarité est au cœur de notre approche. Les phénomènes que nous étudions sont biologiques, mais reposent souvent sur des principes physiques liés aux membranes, aux lipides ou aux échanges entre organites. La biophysique nous aide à simplifier la complexité du vivant pour identifier les paramètres clés qui régissent un mécanisme dans un environnement contrôlé, comme un test-tube.
En utilisant des systèmes reconstitués in vitro, nous pouvons ajuster les conditions expérimentales et évaluer quantitativement nos hypothèses. Ces mécanismes sont ensuite testés dans les cellules vivantes grâce à des approches de biologie cellulaire. Les observations alimentent alors de nouvelles expériences en biophysique. Cet aller-retour permanent constitue une véritable force. Il nous permet de converger plus rapidement vers les mécanismes fondamentaux et d’obtenir une compréhension quantitative et prédictive du fonctionnement cellulaire. La collaboration entre physiciens et biologistes constitue un véritable accélérateur de découvertes.
Vos travaux concourent à une meilleure compréhension de certaines pathologies, lesquelles ?
Ils visent principalement à approfondir la compréhension des maladies métaboliques. Les lipides jouent un rôle crucial dans le fonctionnement cellulaire, mais leur quantité et leur répartition doivent être soigneusement régulées. Lorsque ces mécanismes sont perturbés, cela peut entraîner des affections : l’obésité, le diabète de type 2, les maladies cardiovasculaires ou neurologiques.
En étudiant la façon dont les cellules stockent les lipides, gèrent le cholestérol et organisent l’activité de divers organites, nous cherchons à comprendre les processus fondamentaux qui maintiennent l’équilibre cellulaire. Cette connaissance est indispensable pour mieux identifier l’origine de ces maladies et, à terme, explorer de nouvelles approches thérapeutiques.
En 2024, vous avez fondé la start-up Oria Biosciences qui développe des méthodes d’isolation d’organites, à des fins thérapeutiques. Quels sont ses objectifs ?
Oria Bioscience a été fondée sur une conviction. Pour mieux comprendre les maladies et accélérer le développement de médicaments efficaces, il est essentiel d'étudier les organites, les véritables unités fonctionnelles de la cellule. Cependant, il est difficile d'isoler ces structures tout en conservant leur intégrité et leur activité biologique. Notre mission est d'offrir aux industries pharmaceutiques et biotechnologiques, ainsi qu’aux institutions académiques, un accès direct à des organites natifs et fonctionnels, ce qui facilite l'étude des mécanismes cellulaires et les démarches expérimentales. Nous concentrons nos efforts sur des organites essentiels (lysosomes, mitochondries, réticulum endoplasmique) dont le dysfonctionnement induit diverses pathologies : maladies métaboliques ou neurodégénératives comme Alzheimer ou Parkinson.
Quels sont les atouts de ces travaux pour les industriels ?
Aujourd’hui, nous fournissons des lysosomes prêts à l’emploi ; permettant de découvrir des médicaments contre des cibles impliquées dans Parkinson et Alzheimer. L’objectif est de permettre aux industriels d’évaluer efficacement de nouveaux candidats thérapeutiques ciblant les fonctions lysosomales.
Plus largement, Oria Bioscience a pour ambition de faire émerger une nouvelle approche de la découverte de médicaments, fondée sur les organites eux-mêmes, ou de les utiliser à des fins thérapeutiques. En donnant accès à ces compartiments cellulaires, nous espérons accélérer le développement de thérapies plus efficaces, en réduisant les coûts et les délais de recherche.
Vous êtes lauréat 2025 du Prix Liliane Bettencourt pour les sciences du vivant. Que vous apporte cette récompense ?
J’ai accueilli cette distinction avec beaucoup de joie et de gratitude. Elle constitue un honneur personnel mais surtout la reconnaissance du travail de mon équipe durant ces dix dernières années. La recherche est une aventure de longue haleine, composée d’efforts quotidiens, de prises de risque et de collaborations. Ce prix valide la pertinence des questions scientifiques que nous avons choisi d’étudier, ainsi que l’impact de nos découvertes au fil des années. Il donne également une grande visibilité à nos travaux et à notre approche interdisciplinaire, à l’intersection de la physique et de la biologie. C’est une source d’encouragement formidable pour poursuivre des recherches ambitieuses et développer de nouvelles idées, dans le domaine fondamental et leurs applications potentielles en santé.
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