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Emmanuel Pauthe, interfacer les disciplines, les matériaux et le vivant pour innover dans le domaine de la santé

Au cœur de l’activité du chercheur que nous vous présentons aujourd’hui : l’interface, l’interaction, la collaboration. Qu’il s’agisse de relations humaines, de disciplines scientifiques, d’objets de recherche, d’applications des résultats de sa recherche, Interface est le maître mot de sa carrière.

Emmanuel Pauthe

1989, bac scientifique en poche, Emmanuel Pauthe s’est tout de suite dirigé vers des études de biologie en se spécialisant dans la biologie cellulaire et moléculaire dans un premier temps. Puis, ayant un fort intérêt pour la chimie des biomolécules, il choisira un troisième cycle en génie biologique. Bac +5 validé, le voilà armé pour commencer la grande aventure de la recherche.

La thèse, cursus obligé pour devenir chercheur

Mais Emmanuel, ne voulait pas être le chercheur d’une seule discipline. Il était attiré par l’interface entre les disciplines, celle qui lui permettrait de mieux comprendre le fonctionnement des biomolécules. Sa thématique de recherche de thèse lui a permis de travailler à l’interface entre la science des enzymes (petites molécules permettant les réactions chimiques dans les organismes vivants), la chimie des molécules, la biophysique structurale et la modélisation moléculaire. L’objectif de ce travail était d’analyser, comprendre, décrire et modéliser le rapport entre la morphologie, la structure d’une enzyme, son activité et son fonctionnement dans son environnement.

Thèse en poche, Emmanuel est recruté par l’université de Cergy-Pontoise au sein du laboratoire ERRMECe (Équipe de recherche sur les relations matrice extracellulaire-cellules) qui cherchait des compétences en biochimie et biophysique pour étoffer leurs travaux autour de la fibronectine. Cette biomolécule circule dans notre sang, elle est impliquée dans la cicatrisation et la relation entre les cellules. C’est une molécule centrale pour les travaux d’ERRMECe qui s’intéresse particulièrement à la matrice extracellulaire, c’est à dire, la matière qui est entre les cellules et qui permet leurs interactions. Et oui, les cellules se parlent, mais leur langage n’est pas encore complètement connu. Les chercheurs d’ERRMECe sont des traducteurs du vivant. En collaboration avec d’autres chercheurs, Emmanuel consacre la première moitié des années 2000 à analyser cette fibronectine et les différentes formes qu’elle peut adopter selon le contexte dans lequel elle est placée. La fibronectine n’aura plus beaucoup de secret pour lui.

De la maîtrise de la molécule à ses interactions

Fort de cette connaissance, il s’intéresse à partir de 2005, à comprendre quels impacts l’interaction biomolécules/surfaces pouvait avoir sur le comportement des cellules en contact avec ces surfaces. Une nouvelle discipline et de nouvelles collaborations sont ainsi venues compléter les compétences d’Emmanuel : la biologie cellulaire, indispensable pour ces travaux.

C’est à cette époque qu’Emmanuel fait un pas vers les biomatériaux, ces matériaux capables de substituer un organe, comme une prothèse de hanche par exemple. Son objet d’étude se focalise alors sur la compréhension des mécanismes qui permettraient à nos cellules de développer un lien biologique avec un objet artificiel implanté dans notre organisme, toujours grâce à l’intervention de la fibronectine. En vue d’approfondir cet angle de recherche, Emmanuel a souhaité travailler avec le Pr Paul Van Tassel, spécialiste en ingénierie chimique, de la prestigieuse université américaine, Yale. Cette collaboration, qui dure encore, leur a permis de mieux comprendre les interactions entre matériaux et cellules en développant des systèmes faisant l’interface vivant/inerte. Depuis, les collaborations d’Emmanuel s’enrichissent encore et encore. Il noue des relations avec des chirurgiens orthopédiques, des odontologues, des cliniciens vasculaires, des spécialistes de la bioingénierie, etc. en France et partout dans le monde et les met en lien.

Vers l'innovation en santé

Ainsi des interfaces hommes/matériaux pour la santé se développent et deviennent de plus en plus performants. Comme par exemple ces films minces multicouches de quelques microns (1 micron=0,001 millimètre) qui peuvent être placés entre les matériaux artificiels et le corps humain pour rendre biocompatible un objet inerte. On parle de biofonctionnalité car, non seulement le matériau est mieux accepté par l’organisme mais en plus, des interactions cellulaires sont possibles grâces au choix des biomolécules placées à l’interface. Les applications issues de ces recherches sont nombreuses, qu’il s’agisse d’implants (dentaires, orthopédiques), de chirurgie cardio-vasculaire (stents, cathéters), de reconstruction tissulaire (tissus artificiels pour combler de l’os manquant), de soin non invasifs (traitement ciblés transportés par des agents artificiels biocompatibles).

Ce travail d’interface entre chercheurs et disciplines permet à Emmanuel Pauthe, depuis plus de 15 ans de faire grandir les connaissances des interfaces entre biomolécules, cellules vivantes et matériaux et, d’interfacer innovation et amélioration de la santé humaine. Tout n’a pas encore été inventé, il reste encore beaucoup d’interfaces à créer pour la santé de demain ! L’avenir d’Emmanuel le portera vers un nouveau séjour à Yale l’année prochaine, mais cette fois, au sein du département de génie biomédical et à l’école de médecine, en particulier auprès du docteur Anjelica Gonzalez. Il souhaite, en effet, mieux comprendre la complexité des interactions naturelles qui existent dans les tissus où des biomatériaux sont implantés. Il embarquera dans ses valises des étudiants du cursus de master en Ingénierie en Biomatériaux pour la Santé qu’il dirige à l’université de Cergy-Pontoise. La transmission, elle aussi, est une interaction qu’Emmanuel entretient fortement. Une belle aventure à suivre donc !

Pour aller plus loin
Un article accessible pour approfondir les recherches d'Emmanuel, magazine Biofutur :
Télécharger le fichier «32-34_dossier02_368.pdf» (1.1 MB)
La page d'Emmanuel Pauthe
Découvrez le laboratoire ERRMECe

Visitez le site de l'université Yale
La page du Pr Paul Van Tassel
La page du docteur Anjelica Gonzalez
Visitez le site de l'université Laval

Le magazine Biofutur spécial "Les biomatériaux au carrefour des sciences" (n° 368 - Septembre 2015) peut être acquis ici