Le département Activité Biologique des Particules Inhalées (BioPI) développe une recherche intégrée et translationnelle dédiée à la compréhension des interactions entre particules inhalées et systèmes biologiques.
Son expertise repose sur une approche interdisciplinaire unique combinant : physico-chimie des solides divisés, métrologie et dépôt respiratoire des aérosols, biologie cellulaire et moléculaire, pharmacologie de thérapie inhalée, et recherche clinique translationnelle.
Au sein de l’Unité Inserm U1059 SAINBIOSE, les travaux du département couvrent un continuum allant de la caractérisation physico-chimique des particules aérosolisées, à l’évaluation de leurs effets biologiques, jusqu’au transfert vers des applications cliniques et industrielles.
Les recherches portent à la fois :
- sur les expositions environnementales et professionnelles (toxicologie par inhalation),
- sur les dispositifs médicaux et technologies d’administration d’aérosolthérapie,
- sur les enjeux émergents de santé publique (vapotage, microplastiques, particules d’usure des pneumatiques, pollution complexe).
Responsable
Valérie Forest
Mail : vforest@mines-stetienne.fr
Téléphone : +33 4 77 49 96 76
Domaines d’expertise
Compétences
- Caractérisation physico-chimique des particules
Analyse des descripteurs physico-chimiques des particules inhalées pour comprendre leur devenir biologique, leurs interactions avec les systèmes biologiques et leur toxicité potentielle. - Toxicologie cellulaire et moléculaire
Évaluation des effets des nanoparticules et particules fines sur les cellules et tissus respiratoires : stress oxydant, inflammation, cytotoxicité, altérations vasculaires et hémostatiques. - Pharmacologie cellulaire
Évaluation pharmacocinétique de thérapies inhalées sur des modèles in vitro et modèles pulmonaires ex vivo perfusés et ventilés. - Métrologie et dépôt respiratoire des aérosols
Génération d’aérosols (liquides, solides, biologiques), caractérisation aérodynamique et granulométrique, étude du dépôt des aérosols sur modèles anatomiques des voies aériennes supérieures et modèle pulmonaire ex vivo ventilé. - Évaluation des performances de dispositifs médicaux
Caractérisation (granulométrie et dose émise) et optimisation de technologies d’administration par inhalation (nébuliseurs, inhalateurs, sprays, cigarette électronique), ainsi que des dispositifs de protection individuelle, comme les masques.
Domaines d’intervention
- Aérosolthérapie
Études sur l’efficacité des traitements administrés par inhalation, incluant le développement technologique des dispositifs et la cartographie régionale des dépôts dans les voies respiratoires. - Prévention des risques et santé au travail
Caractérisation des expositions aux particules fines et ultrafines en milieux industriels et naturels ; évaluation des impacts biologiques associés. - Efficacité des dispositifs de filtration
Validation expérimentale des performances de masques et filtres vis-à-vis des particules, bactéries et virus (dont SARS-CoV-2). - Santé publique et environnement
Études des impacts des particules inhalées sur la santé humaine et sur les écosystèmes, avec un accent sur la prévention et la réduction des risques.
Axes de recherche
- Toxicité des particules
Études fondamentales et appliquées sur les interactions des nanoparticules et particules micrométriques avec les cellules humaines, pour évaluer leur biocompatibilité et leurs effets toxiques. - Détection et analyse des particules dans des échantillons biologiques
Études observationnelles pour établir des liens entre la présence de particules dans les tissus ou fluides biologiques des patients et leurs pathologies. - Métrologie des aérosols et exposition professionnelle
Caractérisation des aérosols et étude des conditions d’exposition dans les environnements professionnels. - Aérosolthérapie
Développement et évaluation des dispositifs d’administration, caractérisation des émissions de vapeurs, toxicologie des produits inhalés, et études sur l’effet passerelle de la cigarette électronique. - Efficacité de filtration des masques
Validation des performances des masques médicaux contre les particules et agents infectieux, avec des applications spécifiques comme la lutte contre la Covid-19.
En couvrant ces champs applicatifs, BioPI contribue à la compréhension des interactions entre les particules inhalées et les systèmes biologiques, et à l’élaboration de solutions innovantes pour améliorer la santé et l’environnement.
Unité de recherche
Le département BioPI est intégré à l’unité de recherche SAINBIOSE, où il approfondit la compréhension des effets des particules inhalées sur la santé humaine. Cette dynamique, portée par l’équipe dysfonctions vasculaires et de l’hémostase (DVH) de SAINBIOSE, repose sur des expertises complémentaires permettant d’explorer les interactions entre particules et systèmes biologiques. Ces recherches contribuent à la conception de solutions innovantes pour la santé publique et à la lutte contre les risques liés aux particules inhalées.
Principaux axes de collaboration
- Recherche translationnelle pour répondre aux enjeux de santé publique liés aux pathologies respiratoires, cardiovasculaires et environnementales.
- Étude des effets biologiques des particules inhalées à travers des modèles cellulaires et moléculaires.
- Développement de dispositifs médicaux et de protection individuelle.
- Projets interdisciplinaires santé-environnement-industrie.
Contact et informations pratiques
- Responsable
Valérie Forest - Mail
vforest@mines-stetienne.fr - Téléphone
+33 77 49 97 76
- Adresse
École des mines de Saint-Étienne
Centre Ingénierie et Santé
10, rue de la Marandière,
42270 Saint-Priest-en-Jarez, France - Transport
Tram T1 ou T3, arrêt « Hôpital Nord » (terminus)
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