Aleksandra WalczakDirectrice de recherche au CNRS au Laboratoire de physique de l'ENS (LPENS)
Une médaille d’argent du CNRS à l’interface de la biologie et de la physique
Directrice de recherche CNRS au Laboratoire de physique de l’ENS (LPENS, CNRS / ENS – PSL / Sorbonne Université / Université Paris Cité), Aleksandra Walczak a reçu la médaille d’argent du CNRS 2024. Son approche, où elle applique des outils de la physique statistique à la biologie, lui a permis de contribuer à des domaines aussi variés que la réponse immunitaire et les déplacements de grands groupes d’animaux.
Aleksandra Walczak à l’interface de la biologie et de la physique - Talents CNRS
Faire de la physique pour faire de la biologie, c’est la démarche choisie par Aleksandra Walczak, médaillée d'argent 2024 : Son approche, où elle applique des outils de la physique statistique à la biologie, lui a permis de contribuer à des domaines aussi variés que la réponse immunitaire et les déplacements de grands groupes d’animaux.
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Faire de la physique pour faire de la bio, c’est la démarche choisie par Aleksandra Walczak. « J’ai toujours été intéressée par le vivant, mais je trouvais l’enseignement de la biologie trop basé sur la mémorisation, se souvient cette directrice de recherche CNRS au Laboratoire de physique de l’ENS). J’ai préféré mener des études de physique, tout en gardant un œil sur l’interface avec la biologie. »
Après une formation dans sa Pologne natale, Aleksandra Walczak a obtenu son doctorat à l’université de San Diego en Californie, avant de partir en postdoctorat à Princeton et d’être recrutée par le CNRS en 2010. Aleksandra Walczak s’est alors illustrée dans l’étude de phénomènes biologiques par des outils issus de la physique statistique, qui décrit des systèmes complexes et aléatoires en constantes interactions. Des critères que l’on retrouve dans différentes problématiques en biologie.
Aleksandra Walczak a par exemple travaillé sur le système immunitaire adaptatif, où les lymphocytes B et T fonctionnent grâce à des récepteurs d’antigènes qui sont aléatoires et changeants. Cette approche permet à notre corps de réagir à des menaces qui lui sont inconnues, mais engendre des milliards de combinaisons de récepteurs possibles. Comment alors différencier les variations naturelles et constantes de celles dues à un évènement spécifique, comme une infection ? Aleksandra Walczak a développé une méthode statistique qui identifie les réponses immunitaires et les cellules impliquées.
Elle a aussi obtenu des résultats importants sur la prédiction de l’évolution du système immunitaire. Il s’agit de savoir s’il va être capable de reconnaître différents pathogènes, qui mutent en même temps. Aleksandra Walczak s’est également intéressée aux mouvements collectifs de grands groupes d’animaux, notamment des oiseaux et des rongeurs.
Guidée par sa curiosité et séduite par la liberté du métier, Aleksandra Walczak affectionne le fort aspect collaboratif de la recherche. Elle est ainsi très impliquée dans la formation des futurs chercheurs et chercheuses et dans divers projets européens. « C’est un milieu où l’on n’arrête jamais d’apprendre et d’être en interaction », se réjouit-elle.
ERC PoC 2024 : Computational scanning for responding clonotypes in immune repertoires - RESPOND
La médecine personnalisée promet d’exploiter la diversité des répertoires immunitaires humains pour concevoir des vaccins et des traitements ciblés à base de cellules T et B. Cependant, même pour la conception de vaccins de masse, l’identification de clonotypes1 répondant à de nouveaux virus est coûteuse, demande beaucoup de travail et de temps.
RESPOND transforme les solutions algorithmiques existantes pour identifier les clonotypes immunitaires répondants en une plaeforme conviviale afin de faciliter la découverte de médicaments et de produits thérapeutiques. RESPOND combine différentes solutions algorithmiques et trouve la meilleure approche informatique pour répondre aux besoins de l'utilisateur. Il s'appuie sur quatre méthodes développées lors du projet ERC CoG STRUGGLE : ALICE, NoiSET, fSTAR et HLA-Guessr. Ces méthodes se basent sur différentes propriétés des clonotypes répondants, allant de la similarité des séquences à l'abondance et au caractère public. L’idée de RESPOND est d’intégrer ces fonctionnalités dans un outil convivial qui exploite les atouts de toutes les méthodes pour trouver la meilleure réponse à la requête du praticien.
RESPOND fournira des listes de candidats pour les clonotypes répondants ainsi qu'une analyse statistique de leur occurrence dans les bases de données. RESPOND développera des solutions informatiques pour réduire les coûts de la découverte biotechnologique et diminuer considérablement le temps nécessaire pour tester de nouveaux vaccins et traitements.
- 1Un attribut ou une spécificité qui est unique à un clone particulier de cellules, en particulier la structure des récepteurs de surface d'une cellule T ou des anticorps sécrétés d'une cellule plasmatique.