Institut de Génétique et Microbiologie
UMR 8621

Contact : Martine CAROFF

Directeur de Recherche - Responsable d’équipe Équipe : Structure et Activités des Endotoxines Tél : 01 69 15 71 91 Email : martine.caroff(AT)igmors.u-psud.fr Bât. 409, pièce n°S04

Site de l’équipe ESA (Endotoxins Structure and Activities)
Site de la start-up LPS-BioSciences

Equipe

Martine CAROFF, Directrice de Recherche, DR1, CNRS
Wahib MAHANA, Professeur, Université Bretagne Occidentale
Luis AUGUSTO, Ingénieur de Recherche, Université Paris-sud 11
Stéphanie LE MOULLEC, Technicienne, Université Paris-sud 11
Sami NEHME, Doctorant
Wei ZHANG, Doctorante

Projets

Nos travaux sont consacrés aux endotoxines, des lipopolysaccharides (LPS) situés à la surface des bactéries à Gram-négatif. Nos analyses par spectrométrie de masse, qui ont permis d’obtenir les premiers spectres de masse des endotoxines natives, ont été poursuivies avec succès à l’aide de techniques telle que la désorption laser (MALDI). Nos recherches sont aussi développées sur des prototypes de spectromètres de masse en collaboration avec des chercheurs de l’Institut de Physique Nucléaire (IPN) d’Orsay avec le SIMS d’agrégats qui ont débouché sur l’ANR Equipex Andromède.

Les endotoxines du genre Bordetella (coqueluche, maladies respiratoires…) constituent notre thème majeur avec l’étude de souches circulantes et la recherche de nouvelles souches vaccinales en collaboration avec un groupe de l’Institut Pasteur et une équipe Canadienne. Nous abordons aussi l’étude des endotoxines d’autres bactéries comme Pseudomonas, Escherichia, qui sont aussi analysées en vue d’applications médicales et de recherche d’implication des structures fines dans la virulence bactérienne. La comparaison des structures et des activités en fonction de la croissance en milieu planctonique versus biofilm chez ces bactéries révèle des différences que nous étudions avec intérêt.
Toutes nos études ont pour but d’établir des relations de structure à activité pour ces molécules complexes qui sont de puissants activateurs du système immunitaire. Les activités biologiques sont aussi abordées dans l’équipe en relation avec les affections pulmonaires (surfactant), la préparation d’anticorps anti-LPS et le rôle des LPS dans le cancer. Un nouveau projet concernant l’implication des LPS chez les patients atteints de diabète et d’obésité est entamé dans le cadre d’une collaboration interdisciplinaire.
Nous sommes à l’origine de la création du GDR COMBAVIR qui réuni 6 équipes impliquées dans l’étude de composés de la membrane bactérienne en relation avec la virulence (LPS, Peptidoglycane, Inflammation, maladies infectieuses, Interactions Ions-Surfaces). La réunion annuelle des équipes et leur collaboration continue. Un autre volet de nos recherches concerne l’étude du rôle des endotoxines des Rhizobia dans la symbiose bactérie-plante, en vue d’applications dans la lutte contre la désertification.

Nos recherches ont débouché sur un projet de start-up soutenu par l’Université, et Lauréat du concours national de création d’entreprises innovantes dans la catégorie « Création-développement » organisé par le ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche.
Le financement OSEO a permis la création de la société LPS-BioSciences, en Novembre 2011, qui accompagne depuis un an les entreprises des domaines de la santé humaine et animale, de la cosmétique et de l’agroalimentaire, dans leurs recherches sur les multiples applications des endotoxines bactériennes. Extraction, production, élimination, analyse des endotoxines font partie des services proposés par l’entreprise. Vous pouvez accéder à son site internet www.lpsbiosciences.com pour suivre toute l’actualité de la start-up, et voir le détail de son offre.

Publications récentes

Caroff M and Novikov A, (2011), Micromethods for lipid a isolation and structural characterization, Methods Mol Biol, 739:135-46

Chafchaouni‐Moussaoui I, Novikov A, Bhrada F, Perry MB, Filali‐Maltouf Aand Caroff M, (2011), A new rapid and micro‐scale hydrolysis, using triethylamine citrate, for lipopolysaccharide characterization by mass spectrometry, Rapid Comm. Mass Spectrom, 2011, 25:2043-48

Basheer SM, Guiso N, Tirsoaga A, Caroff M and Novikov A, (2011), Structural modifications occurring in lipid A of Bordetella bronchiseptica clinical isolates as demonstrated by matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry, Rapid Commun Mass Spectrom, 25(8):1075-81

Marr N , Novikov A *, Hajjar AM, Caroff M, Fernandez RC, (2010), Variability in the lipid A structure and endotoxicity of Bordetella pertussis Tohama I and mouse challenge strain 18-323, J. Infect.
Dis, 202(12):1897-906
*Co-premier auteur

Vallet-Gely I, Opota O, Boniface A, Novikov A, Lemaitre B, (2010), A secondary metabolite acting as a signaling molecule controls Pseudomonas entomophila virulence, Cell Microbiol, sous presse

Marr N, Hajjar AM, Shah NR, Novikov A, Yam CS, Caroff M and Fernandez RC, (2010), Substitution of the Bordetella pertussis lipid A phosphate groups with glucosamine is required for robust NF-kappaB activation and release of proinflammatory cytokines in cells expressing human but not murine Toll-like receptor 4-MD-2-CD14, Infect Immun, 78(5):2060-9

Vallet-Gely I, Novikov A, Augusto L, Liehl P, Bolbach G, Pechy-Tarr M, Cosson P, Keel C, Caroff M and Lemaitre B, (2010), Association of hemolytic activity of Pseudomonas entomophila, a versatile soil bacterium, with cyclic lipopeptide production, Appl Environ Microbiol, 76(3):910-21

Ciornei CD, Novikov A, Beloin C, Fitting C, Caroff M, Ghigo JM, Cavaillon JM and Adib-Conquy M, (2010), Biofilm-forming Pseudomonas aeruginosa bacteria undergo lipopolysaccharide structural modifications and induce enhanced inflammatory cytokine response in human monocytes, Innate Immun, 16(5):288-301
*Co-premier auteur

El Hamidi, A., A. Novikov, D. Karibian, M. B. Perry, and M. Caroff, (2009), Structural characterization of Bordetella parapertussis lipid A, J Lipid Res 50 : 854-859

Marr, N., A. Tirsoaga, D. Blanot, R. Fernandez, and M. Caroff, (2008), Glucosamine found as a substituent of both phosphate groups in Bordetella lipid A backbones : role of a BvgAS-activated ArnT ortholog, J Bacteriol 190 : 4281-4290

Tirsoaga, A., A. Novikov, M. Adib-Conquy, C. Werts, C. Fitting, J. M. Cavaillon, and M. Caroff, (2007), Simple method for repurification of endotoxins for biological use, Appl Environ Microbiol 73 : 1803-1808

Tirsoaga, A., A. El Hamidi, M. B. Perry, M. Caroff, and A. Novikov, (2007), A rapid, small-scale procedure for the structural characterization of lipid A applied to Citrobacter and Bordetella strains : discovery of a new structural element, J Lipid Res 48 : 2419-2427

Vinogradov, E., and M. Caroff, (2005), Structure of the Bordetella trematum LPS O-chain subunit, FEBS Lett 579 : 18-24

Tempez, A., M. Ugarov, T. Egan, J. A. Schultz, A. Novikov, S. Della-Negra, Y. Lebeyec, M. Pautrat, M. Caroff, V. S. Smentkowski, H. Y. Wang, S. N. Jackson, and A. S. Woods, (2005), Matrix implanted laser desorption ionization (MILDI) combined with ion mobility-mass spectrometry for bio-surface analysis, J Proteome Res 4 : 540-545

Novikov, A., M. Caroff, S. Della-Negra, J. Depauw, M. Fallavier, Y. Le Beyec, M. Pautrat, J. A. Schultz, A. Tempez, and A. S. Woods, (2005), The Au(n) cluster probe in secondary ion mass spectrometry : influence of the projectile size and energy on the desorption/ionization rate from biomolecular solids, Rapid Commun Mass Spectrom 19 : 1851-1857

Fritz, J. H., S. E. Girardin, C. Fitting, C. Werts, D. Mengin-Lecreulx, M. Caroff, J. M. Cavaillon, D. J. Philpott, and M. Adib-Conquy,(2005), Synergistic stimulation of human monocytes and dendritic cells by Toll-like receptor 4 and NOD1- and NOD2-activating agonists, Eur J Immunol 35 : 2459-2470

El Hamidi, A., A. Tirsoaga, A. Novikov, A. Hussein, and M. Caroff, (2005), Microextraction of bacterial lipid A : easy and rapid method for mass spectrometric characterization, J Lipid Res 46 : 1773-1778