Groupe FCB

Les recherches du Groupe FCB associent des approches fondamentales de chimie physique sur des états radicalaires quantiques dans le régime pré-thermique à une vision apppliquée pour les sciences biomédicales (altérations moléculaires en cardiologie, cancérologie et radiothérapie).

Fondées sur l'utilisation de lasers ultra-brefs et de techniques spectroscopiques à très hautes résolutions temporelles, les recherches abordent le domaine très innovant de la FemtoChimie Bioradicalaire (FCB) des basses énergies (photons de quelques eV) et des hautes énergies (particules relativistes de quelques MeV). Les phénomènes sont étudiés sur milieux homogènes et cellulaires, à l'échelle de temps du mouvement des atomes et petites molécules, typiquement dans la fenêtre 10-13 - 10-11 s.

Les recherches en Femtochimie Radicalaire des Basses et Hautes Energies (FRBE et FRHE respectivement) permettent de développer de nouveaux concepts pour la biomédecine spatio-temporelle des radiations (nanodosimétrie en temps réel par exemple) et pour la radiothérapie pulsée à très haut débit de dose (thérapie sélective de certains cancers).

Lors de la mise en place du 3ème Plan Cancer 2014-2019, Y.A Gauduel a été nommé conjointement, par la Ministre de la Santé et la Ministre de la Recherche, membre du Conseil Scientifique International de l'INCa (Institut National du Cancer).

Depuis janvier 2017, Y.A. Gauduel est également membre du Comité directeur du Consortium HTE ''The Tumour heterogeneity and ecosystem'' développé par l'INCa et AVIESAN Inserm-Cnrs-Cea (ITMO Cancer - ITMO Biologie cellulaire, développement et évolution - ITMO Technologies pour la santé). Autour de 6 projets transdisciplinaires développés dans le cadre du 3ème plan Cancer 2014-2019, le consortium HTE regroupe 32 équipes de recherche impliquées dans des approches fondamantales, translationnelles et cliniques.

Au niveau international, la Femtochimie a été honorée en 1999 par l'attribution du Prix Nobel de Chimie au Professeur Ahmed Zewail (Caltech University, USA).

 

 

 

 

Projet NANOBIODOS 2012-2015 dans le cadre du 2ème et 3ème Plan Cancer

Le projet NANOBIODOS (Nano-scale insights into native radiation tracks: new concepts for real-time biodosimetry and pulsed cancer radiotherapy') coordonné par Y.A. Gauduel (Groupe FCB, LOA) est lauréat de l'AAP 2012 du Plan Cancer, émis par AVIESAN (ITMO Technologies pour la santé - ITMO Cancer) et l'Institut National du Cancer (INCa), dans le domaine de la physique, des mathématiques ou des sciences de l'ingénieur appliquées au cancer.
Les objectifs de ce projet transdisciplinaire sont de développer des concepts de bio-nanodosimétrie en temps réel à visée radio-thérapeutique en combinant les potentialités des sources ultra-brèves d'électrons relativistes accélérés par interaction laserTW-plasma dans le domaine du MeV, à celles de la femtochimie des hautes énergies fondée sur la spectroscopie IR d'états quantiques et de trajectoires électroniques non-adiabatiques dans le régime préthermique. Cette transdisciplinarité met également en jeu des simulations quantiques fondées sur des méthodes ab-initio dynamiques.
Les recherches transversales de NANOBIODOS impliquent les groupes FCB et SPL du LOA (CNRS UMR 7639, Ecole Polytechnique - ENS Techniques Avancées, Palaiseau) ainsi que trois autres partenaires : LCP, UMR 8000 de l'université Paris Sud, le Groupe CAS-PHABIO (UMR 5822) de l'Institut de Physique Nucléaire de Lyon et le Centre de recherche sur les ions, la photonique et les matériaux (CIMAP, UMR 6252) de Caen.
La démarche très innovante du projet NANOBIODOS ouvre une nouvelle voie pour la biomédecine spatio-temporelle des radiations ; elle représente la clé de voûte de toute valorisation des sources ultra-brèves de particules relativistes pour l'activation sélective de pro-drogues et l'utilisation des très hauts débits de dose en thérapie pulsée des cancers.

 

Pour en savoir plus...


Laser-Plasma Accelerators Based Ultrafast Radiation Biophysics, Y.A. Gauduel. In Laser-Driven Particle Acceleration Towards Radiobiology and Medicine. Edited by A. Giulietti, Springer (2016)   ISBN 978-3-319-31561-4 (Hardcover) and 978-3-391-31563-8 (eBook)

Radiation Damage of Biomolecular Systems: Nanoscale Insights into Ion Beam Cancer Therapy. Edited by B.A. Huber, C. Malot, A. Domaracka, Y.A. Gauduel; A. V. Solov'yov. Journal of Physics CS, 373 (2012)     ISSN 1742-6588

Damages Induced in Biomolecules by Low and High Energy Radiations. Edited by Y. A. Gauduel and C. Houée-Levin. Journal of Physics CS, 261, 140 pages (2011)    ISSN: 1742-6588

Spatio-Temporal Radiation Biology: Transdisciplinary Advances for Biomedical Applications. Edited by Y.A. Gauduel. Mutation Research Reviews, Vol 704 1-214 (2010)     ISSN: 1383-5742

Femtochemistry: Lasers to Investigate Ultrafast Reactions, Y.A. Gauduel. In Laser in Chemistry, Edited by M. Lackner, VCH, Vol 2, 861-898 (2008)     ISBN 10:  3-527-31997-2

La chimie en temps réel. Y. Gauduel, La Recherche, Hors série n° 5, 48-53 (2001)

Elementary Chemical Processes in Liquids and Solutions. Edited by Y. Gauduel and D. Borgis, J. Chim. Phys. 93, 1577-1937 (1996)   ISSN 0021-7689

Ultrafast Reaction Dynamics and Solvent Effects. Edited by Y. Gauduel and P.J. Rossky, AIP Press, USA 564 p (1994)     ISBN: 1-56396-280-2

 

 

ENSTA CNRS Ecole Polytechnique