L'expression des gènes de virulence chez les bactéries est soumise à des contrôles dépendant à la fois de l'environnement (stimuli) mais aussi de la variabilité individuelle. Ainsi, au sein d'une population clonale d'Escherichia coli, différents niveaux d'expression des gènes de l'ilot de pathogénicité LEE sont observés. L'héritabilité des niveaux de pathogénicité reste une question sans réponse du fait de la grande difficulté d'observer l'évolution de populations clonales au cours de temps suffisamment longs.
Afin de permettre cette observation, nous proposons de développer d'une part, l'encapsulation des bactéries dans des microbilles d'alginate. En effet, cette technologie permettra non seulement de confiner un grand nombre de cellules uniques dans le champ d'un microscope à fluorescence mais aussi de contrôler les conditions (milieux, température...) de culture des populations issues des cellules uniques isolées dans les billes et ainsi d'observer l'évolution d'un grands nombre de populations toutes issues de cellules isolées.
D'autre part, la mise en cultures des bactéries dans des canaux microfluidiques isolés permettra de questionner les liens entre virulence et vieillissement des bactéries, de suivre au cours des générations l'évolution de l'expression génique.
Ces technologies nouvelles à l'IDA pourront être déclinées par simple scaling up des tailles de billes d'alginate et de canaux, pour l'observation de cellules de mammifères isolées et des clones issus de ces cellules infectées par des bactéries ou des virus.

Une des retombées attendues du projet est de fournir à l'IDA, une plateforme d'étude des bactéries et des cellules, le tout adaptable sur loupe binoculaire, microscope et même sur des expériences de fluorescence résolue en temps.

Les modèles cellulaires développés au LBPA ainsi que les expertises présentes au PPSM et à l'IDA permettront de développer des méthodes innovantes de culture des cellules uniques qui seront suivies au cours des générations, en fonction des conditions de culture.