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Rencontrez l'expert

Découvrez ce que le Dr Jeroen Vanoirbeek, un scientifique à la pointe de la recherche en toxicologie préclinique, a à dire sur ses recherches et sur l'état actuel du domaine.

Le Dr Jeroen Vanoirbeek est professeur associé de recherche à la KU Leuven. Ses intérêts sont l'évaluation de l'exposition professionnelle et environnementale et la toxicologie, avec un accent particulier sur la toxicologie immunitaire pulmonaire expérimentale.

 

Entretien:

Quel est votre parcours de formation en recherche ? Comment êtes-vous arrivé là?

Je suis biologiste de formation, avec une majeure en physiologie animale et biologie moléculaire. Comme il était impossible de rester au service de biologie, je suis passée au service de médecine par le hasard où j'ai intégré le groupe de toxicologie pulmonaire du prof. Ben Némery. Dans cette équipe, l'accent était également mis sur la physiologie pulmonaire et sur la façon de la mesurer dans des modèles animaux, ce qui a déclenché ma fascination pour ce domaine de recherche. Ce sujet de recherche s'inscrivait parfaitement dans ma formation de maître et correspondait parfaitement.

 
Pourquoi êtes-vous resté dans le domaine de la physiologie pulmonaire ?
Après mon doctorat, j'ai eu le sentiment que les recherches que j'avais mises en place sur l'asthme professionnel et les expositions chimiques entraînant des problèmes respiratoires n'étaient pas terminées. J'avais besoin d'au moins une période postdoctorale pour finaliser ce que j'avais commencé et avoir une sorte de conclusion là-bas. Pourtant, comme cela arrive souvent, durant mon postdoc, de nouvelles idées ont surgi encore plus et j'ai commencé à écrire et à obtenir des subventions pour divers projets de recherche qui me passionnaient. Cela a conduit à une situation relativement inattendue dans un poste universitaire. Dès lors, j'ai plongé plus profondément dans les sciences de l'exposition, l'immunologie, la physiologie des récepteurs, les mesures de la fonction pulmonaire et cela est resté le centre de mes intérêts de recherche.
Comment se présente le paysage général de la toxicologie professionnelle ?
En plus des modèles précliniques de asthme et  MPOC , je me concentre aussi un peu sur les sciences de l'exposition avec qualité de l'air et pollution. J'essaie de combiner les sciences de l'exposition avec des connaissances sur la toxicologie et la physiologie pulmonaires. Ce que j'ai beaucoup remarqué durant ma thèse et mon postdoc, c'est que l'intérêt pour la physiologie pulmonaire et les mesures physiologiques chez les modèles animaux était plutôt faible voire presque absent. Dans le domaine de l'asthme, l'essentiel de l'attention était alors portée sur le paradigme Th1/Th2, suivi d'une focalisation à la mode sur les cellules dendritiques et les profils de cytokines. Il était surprenant qu'il n'y ait pas autant d'intérêt pour la physiologie pulmonaire et les mécanismes respiratoires et comment ces médiateurs immunitaires affecteraient la fonction pulmonaire dans les modèles de maladie. J'ai entrepris de travailler sur ce manque de connaissances et j'ai remarqué au cours des 5 à 10 dernières années que de plus en plus de groupes incluaient également ces paramètres traduisibles de la fonction pulmonaire qui sont essentiels pour comprendre la physiologie pulmonaire. Je pense qu'il est bon que récemment de plus en plus de chercheurs en pneumologie, s'intéressant à la physiologie pulmonaire, s'intéressent à nouveau aux immunologistes pour la recherche sur l'asthme.
 
recherche préclinique sur l'asthme
Quelles sont les implications concrètes de votre recherche ?
Dans mes recherches, j'étudie principalement les effets de l'exposition chimique, comme cela se produit dans les grandes industries comme l'industrie pétrochimique où vous avez la production de colles ou de résines. Beaucoup de ces produits chimiques sont utilisés dans notre vie quotidienne et fabriqués d'abord à grande échelle par des entreprises industrielles. Il n'y a pas que les allergènes classiques qui causent l'asthme, mais il semble que certains de ces composés chimiques soient aussi des sensibilisants et peuvent causer de l'asthme. Ma recherche consiste essentiellement à identifier ces allergènes respiratoires et à s'assurer que les personnes qui doivent les produire et travailler avec eux en grandes quantités toute la journée sont mieux protégées. Il s'agit d'une protection respiratoire contre l'inhalation mais aussi d'une protection cutanée. En effet, dans nos études, nous avons constaté qu'une exposition cutanée suivie d'une inhalation d'une très faible concentration de certains composés chimiques professionnels pouvait également entraîner des problèmes respiratoires, comme l'asthme. Par conséquent, cette double protection, respiratoire et cutanée, est très importante pour les personnes exposées à tous ces produits chimiques nocifs.
 
Quel équipement pulmonaire préclinique a joué un rôle déterminant dans votre recherche ?
j'ai commencé avec pléthysmographie du corps entier au début de ma carrière. Avec cet équipement, nous avons effectué à la fois des paramètres ventilatoires de base et des provocations à la méthacholine. Ensuite, nous sommes passés à l'ancien flexiVent et nous avons eu près de 10 ans de recherche de haute qualité avec cette version. Nous sommes ensuite passés au nouveau FlexiVent FX qui est bien sûr un outil fantastique. En parallèle, je suis également passé aux mesures longitudinales à travers pléthysmographie double chambre qui est maintenant plus utilisé en raison de sa capacité à effectuer des mesures longitudinales chez des animaux conscients et retenus. Par rapport à il y a 15-20 ans, je n'étais pas tellement conscient des paramètres qui seraient de bons identificateurs des maladies pulmonaires dans ces outils non invasifs, mais je suis maintenant plus confiant quant aux paramètres qui sont essentiels pour étudier l'irritation des voies respiratoires comme la fin d'inspiration et la pause de fin d'expiration, le volume courant, les changements de débit inspiratoire/expiratoire de pointe et leur comportement dans différentes maladies pulmonaires.

Au cours des cinq dernières années, nous avons utilisé le Extension du volume expiré forcé (FEV) de flexiVent ce qui permet une corrélation clinique (Volume expiré forcé/Capacité vitale forcée ; VEMS/CVF). Il y a encore des mises en garde car l'expiration à pression négative est une perturbation passive et n'imite pas tout à fait l'effort actif de la spirométrie dans un cadre clinique. Pourtant, les paramètres précliniques de la fonction pulmonaire devraient s'appuyer autant que possible sur les diagnostics humains cliniques, afin de traduire plus facilement les résultats des modèles animaux dans la situation humaine. Il en résultera à terme de meilleures estimations sur l'amélioration possible par les thérapeutiques chez l'homme vs les résultats obtenus dans les modèles animaux.

 

 

Concernant les modèles, travaillez-vous uniquement sur des souris ? Quel genre de souches ?
La principale recherche que nous avons porte sur les souris C57BL/6J, en raison de la disponibilité de plusieurs souris knock-out. D'après mon expérience, chaque souche de souris a des paramètres de fonction pulmonaire de base différents. J'ai remarqué une grande variabilité entre les différentes souches knock-out, donc vous voulez toujours vous assurer que vous avez des compagnons de portée dans une expérience lorsque vous comparez des souris WT vs KO. Nous utilisons également des lapins nouveau-nés, qui sont très utiles pour étudier la recherche sur la dysplasie bronchopulmonaire. Les chiots lapins ont un développement pulmonaire et une physiologie différents de ceux des souris, ce qui ressemble davantage à la situation humaine. À l'avenir, nous prévoyons également d'évaluer la fonction pulmonaire (non invasive et invasive) dans des modèles de transplantation de souris et de rats.
 

 

Quels conseils avez-vous pour quelqu'un qui se lance dans cette recherche ?
Mon conseil est de bien s'informer avant de commencer, puis de prendre suffisamment de temps pour se familiariser avec les instruments de laboratoire permettant d'évaluer la fonction pulmonaire. Cela implique de faire beaucoup de tests sur l'anesthésie dont vous avez besoin, en cas de mesures invasives. Vous devez comprendre quelles mesures vous effectuez, quels sont les paramètres de résultat, quels sont les avantages et les limites, plutôt que de simplement cliquer sur des boutons pour suivre un protocole sans le comprendre. Il y a de nombreux experts pour vous aider chez emka&SCIREQ, mais aussi dans le milieu universitaire avec des chercheurs comme moi qui sont prêts à aider avec ce genre d'interprétation de données.
Publications récentes du Dr Vanoirbeek :
Devos, FC, Maaske, A., Robichaud, A., Pollaris, L., Seys, S., Lopez, CA, … & Vanoirbeek, JA (2017). Mesures d'expiration forcée dans des modèles murins de maladies pulmonaires obstructives et restrictivesRecherche respiratoire18(1), 1-14.

Vanoirbeek, JA, Rinaldi, M., De Vooght, V., Haenen, S., Bobic, S., Gayan-Ramirez, G., … & Janssens, W. (2010). Fonction pulmonaire non invasive et invasive dans des modèles murins de maladies respiratoires obstructives et restrictivesJournal américain de biologie cellulaire et moléculaire respiratoire42(1), 96-104.

Dekoster, K., Decaesteker, T., Berghen, N., Van den Broucke, S., Jonckheere, AC, Wouters, J., … & Velde, GV (2020). Des biomarqueurs longitudinaux dérivés de la tomodensitométrie quantifient la fibrose pulmonaire non résolutive dans un modèle murin de silicose. Rapports scientifiques10(1), 1-10.

En savoir plus sur les techniques et mesures flexiVent ici :

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