Effet du plasma atmosphérique froid sur des cellules clés du système immunitaire innée dans un contexte de plaies de brûlures infectées par Staphylococcus aureus.

par Océane Blaise

Projet de thèse en Biologie et Chimie

Sous la direction de Antoine Rousseau et de Sébastien Banzet.

Thèses en préparation à l'Institut polytechnique de Paris , dans le cadre de École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris , en partenariat avec Laboratoire de Physique des Plasmas (laboratoire) depuis le 01-10-2019 .


  • Résumé

    Les brûlures majeures menacent le pronostic vital et les infections bactériennes de la peau sont l'une des principales causes de décès. Il y a chaque année plus de 11 millions de cas de brûlures et 300 000 décès liés aux brûlures dans le monde (Peck, 2011). Par conséquent, il est indispensable de rechercher des approches nouvelles et innovantes en matière de gestion et de traitement des patients. Le plasma est un gaz ionisé. Les récentes avancées dans les sources de plasma ont permis de générer du plasma à température ambiante ou du plasma atmosphérique froid (PAF). La sécurité et l'efficacité des dispositifs de PAF ont été testées dans des études cliniques pilotes impliquant des plaies aiguës et chroniques. Un grand nombre de composés biochimiquement actifs, principalement des espèces d'oxygène et d'azote réactifs (RONS) est généré par PAF. Nos études récentes ont montré que le PAF stimulait la migration cellulaire et modulait la composition de la matrice extracellulaire. L'angiogenèse est un élément crucial de la réparation des tissus assurant la formation de nouveaux vaisseaux sanguins qui apportent des nutriments et de l'oxygène aux cellules au sein de la plaie. Des études in vitro et in vivo récentes ont montré que le PAF produisait des particules chimiquement actives, qui stimulaient l'angiogenèse. L'étude en cours vise à étudier le potentiel antibactérien du PAF dans le contexte des brûlures. L'effet thérapeutique de la PAC sur la guérison des plaies de brûlures au troisième degré et des allogreffes en conditions septiques sera étudié. Tout au long de l'étude, une combinaison de techniques de recherche incluant la transcriptomique hôte-pathogène par séquençage ARN sera utilisée. Des outils de génie génétique seront utilisés pour l'inactivation de gènes et la génération de mutants dans des bactéries Gram positif. L'immunofluorescence confocale, la RTqPCR, le Western blot et l'ELISA seront utilisés pour identifier l'expression d'un panel de marqueurs de l'angiogenèse, de l'inflammation et de la formation d'une matrice extracellulaire. Dans le cadre de ce projet, un protocole de culture de peau humaine ex vivo sera mis au point. Un modèle de culture d'organes cutanés sera utilisé pour évaluer les interactions cellule-pathogène, l'effet du plasma froid sur la clairance bactérienne et le taux de re-épithélialisation de la plaie.

  • Titre traduit

    The effect of cold atmospheric plasma on key cells of the innate immune system in an infected burn wound context.


  • Résumé

    Major burn injuries are life-threatening and bacterial skin infections are a leading cause of death. There are over 11 million cases of burn injuries and 300,000 burn-related deaths worldwide each year. Therefore, there is a critical need to search for new and innovative approaches to patient management and treatment. Plasma is an ionized gas. Recent developments in plasma sources have made it possible to generate room-temperature plasma or cold atmospheric plasma (CAP). Safety and efficacy of CAP devices have been tested in pilot clinical studies involving acute and chronic wounds. A large number of biochemically active compounds, predominantly reactive oxygen and nitrogen species (RONS) are generated by CAP. Our recent studies have shown that CAP stimulated cellular migration and modulated extracellular matrix composition. Angiogenesis is a crucial component of tissue repair ensuring the formation of new blood vessels that bring nutrients and oxygen to cells within the wound. Recent in vitro and in vivo studies showed that CAP produced chemically active particles, which stimulated angiogenesis. Current study is aimed to investigate antibacterial potential of CAP in the context of burn injury. Therapeutic effect of CAP on healing of third-degree burn wounds and allografts under septic conditions will be investigated. Throughout the study a combination of research techniques including Host-Pathogen Transcriptomics by Dual RNA-Seq will be used. Genetic engineering tools will be used for gene inactivation and generation of mutants in gram-positive bacteria. Confocal immunofluorescence, RTqPCR, Western blotting and ELISA will be used to identify the expression of a panel of markers of wound angiogenesis, inflammation and extracellular matrix formation. As part of this project a protocol of culturing human skin ex vivo will be developed. Skin organ culture model will be used to assess cell–pathogen interactions, the effect of cold plasma on bacterial clearance and the rate of wound reepithelialisation.