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Unité de recherche BIOTN : Pierre Portero, Mustapha Zidi et Jean-Michel Gracies présentent l’équipe d’accueil interdisciplinaire

Publié le 17 novembre 2016

L’EA 7377 Bioingénierie, Tissus et Neuroplasticité (BIOTN) est une équipe d’accueil de la faculté de médecine. Elle fédère des spécialistes de plusieurs composantes de l’UPEC autour de deux axes de recherche convergents : la biomécanique des tissus mous et l’axe fonctionnel posture/mouvement/locomotion.

Date(s)

le 28 novembre 2016

La genèse de l’équipe d’accueil

BIOTN est une équipe créée lors du contrat 2015-2019. Interdisciplinaire, au croisement des sciences de l’ingénieur, des sciences du vivant et de la médecine, l’équipe d’accueil regroupe des médecins, des biomécaniciens, et des enseignants-chercheurs en robotique et automatique.
Autre originalité, l’unité fédère des spécialistes rattachés à la faculté de médecine, au département STAPS de l’UFR SESS-STAPS et aux deux IUT de l’UPEC : Créteil-Vitry et Sénart Fontainebleau.
L’équipe inscrit sa stratégie scientifique en cohérence avec une dynamique de partenariat Mondor – Rothschild au regard du Collegium Galilée (accord stratégique UPEC – UPMC dans le domaine de la santé), et s’inscrit également au sein du pôle « Santé et société » de la COMUE UPE.

L’objectif scientifique
Le projet scientifique de l’équipe porte sur l’étude de la motricité humaine au travers des adaptations tissulaires de l’appareil locomoteur consécutives aux variations de la demande fonctionnelle, particulièrement liées à différentes pathologies neurologiques et leurs prises en charge.
L’objectif de BIOTN consiste à maîtriser des paramètres biomécaniques du vivant, depuis l’échelle tissulaire jusqu’à la fonction posturale et locomotrice. Le regroupement d’expertises, issues à la fois de la biologie, de la biomécanique des tissus, de la neurorééducation et l’analyse du mouvement et de ses pathologies, permet d’atteindre cet objectif.

BIOTN contribue ainsi aux recherches, tant fondamentales que finalisées, pour répondre aux enjeux sociétaux de santé publique que sont par exemple, le vieillissement, les maladies en relation avec la sédentarité, les maladies de l’appareil locomoteur, le handicap pouvant en résulter.

Les volets d’activité scientifique
Deux axes, convergents et complémentaires, structurent l’équipe :

Axe 1 : biomécanique des tissus mous (peau, artères, cartilages, tendons, muscles)
Il s’agit d’évaluer et de caractériser les propriétés mécaniques de différents tissus biologiques, pour mettre en évidence leurs capacités d’adaptation et les modifications qu’ils subissent dans différentes configurations.
Grâce à des dispositifs expérimentaux in vitro et in vivo et de modélisation numérique, les chercheurs travaillent à quantifier les adaptations tissulaires aux sur-sollicitations chroniques (pathologies neurologiques, exercice physique) et à étudier le comportement mécanique des tissus, afin de mieux comprendre les mécanismes qui interviennent dans l’adaptation tissulaire, et de quantifier les différences de fonctionnalités entre des organes sains, endommagés ou restaurés.

L’axe 2 : axe fonctionnel posture/mouvement/locomotion
Les travaux portent sur l’étude des effets de techniques innovantes de rééducation du système nerveux sur les capacités fonctionnelles dans les domaines des affections neurologiques, neuromusculaires et locomotrices. Quelques exemples : étude sur la myopathie spastique (étude de l’affection musculaire résultant d’un accident vasculaire cérébral ou de toute autre affection créant une parésie spastique avec immobilisation relative), travaux sur  la prise en charge par le mouvement de la myasthénie, une mauvaise transmission de l’influx nerveux du nerf au muscle (évaluation des effets de l’exercice physique sur les aspects cliniques et biologique de la myasthénie).
Cette approche intégrative a pour ambition d’être utilisée dans le cadre de la prévention et de la rééducation des pathologies neurologiques, de l’appareil locomoteur et de la commande musculaire. La complémentarité de ces différentes techniques représente la spécificité de cet axe.

Des interactions primordiales entre ces deux axes
La grande interdisciplinarité de l’équipe constitue un atout scientifique.
Il est indispensable en effet de tenir compte des propriétés mécaniques des différents tissus constituant l’appareil locomoteur pour une meilleure compréhension de la posture et du mouvement. Cette exigence concerne aussi bien des sujets sains (sédentaires, sportifs, âgés) que des patients déficients moteurs, afin de quantifier les adaptations tissulaires et leurs conséquences sur la motricité.
Par exemple, les répercussions de la modification des propriétés mécaniques du complexe muscle-tendon sur la fonction posturo-cinétique (hypo / hyperactivité) sont étudiées en lien entre les deux axes.

La valorisation de plate-formes technologiques performantes
Implantée sur le site hospitalo-universitaire Henri Mondor,  l’EA BIOTN tire avantage de l’environnement de l’Institut Mondor de Recherche Biomédicale et notamment de l’accès à ses différentes plate-formes scientifiques.
Les recherches de BIOTN bénéficient du support de deux plate-formes biomécaniques, l’une implantée dans le service de rééducation neurolocomotrice que dirige Jean-Michel Gracies à l’hôpital Henri Mondor, et l’autre dans le service de médecine physique et de réadaptation, que dirige Philippe Thoumie à l’hôpital Rothschild (avec lequel des collaborations sont menées), et d’une plate-forme de simulation numérique, pour la reconstruction d’artères, de muscles et de différents tissus, à l’hôpital Mondor.

L’animation scientifique
Les membres de BIOTN organisent à l’UPEC, du 28 au 30 novembre 2016, sur le site de l’ICMPE à Thiais, les 3èmes journées scientifiques franco-maghrébines, une manifestation annuelle à laquelle participent des enseignants-chercheurs et des chercheurs de différentes équipes de l’UPEC. Cette manifestation s’inscrit dans le cadre de la coopération scientifique internationale entre des établissements d’enseignement supérieur de pays du sud et notre université. Elle est l’occasion d’échanges scientifiques et du partage d’expériences dans le domaine d’études de la caractérisation de matériaux complexes, pouvant aller de matériaux inertes utilisés dans le génie civil, à des matériaux vivants utilisés en biologie et en médecine.

Le lien recherche-formation

Les membres de BIOTN encadrent actuellement neuf doctorants, au sein de l’école doctorale sciences de la vie et de la santé, dirigée par José Cohen, au sein de la COMUE UPE.
Ils interviennent également dans trois masters : deux à la faculté de médecine, mention biologie santé :
> Parcours bio-ingénierie pour la santé (Mustapha Zidi)
> Parcours neuromoteur (Jean-Michel Gracies)
Et un au département STAPS, mention sciences du sport, parcours entraînement, biologie, nutrition, santé (Pierre Portero).

Pour en savoir plus
BIOTN est une équipe d’accueil de l’UPEC (EA 7377 - associée à l’IMRB), dirigée par Pierre Portero, professeur de biomécanique à la faculté SESS-STAPS, et co-dirigée par Mustapha Zidi, professeur de biomécanique et Jean-Michel Gracies, PU-PH de médecine physique et réadaptation, tous deux enseignants-chercheurs à la faculté de médecine. Elle est composée de huit enseignants-chercheurs, 2 ingénieurs et accueille 9 thésards.
Jean-Michel Gracies a publié en août 2015 un article de référence sur la toxine botulique dans  « The Lancet neurology » : Safety and efficacy of abobotulinumtoxinA for hemiparesis in adults with upper limb spasticity after stroke or traumatic brain injury : a double-blind randomised controlled trial.