Macbes : Une équipe au service de la science biologique et écologique

L’objectif de Macbes est d’appliquer et de développer des méthodologies de la théorie du contrôle et de la biologie computationnelle afin de mieux comprendre et contrôler la dynamique des écosystèmes. Les travaux de l’équipe font appel à la commande optimale, aux systèmes hybrides et plus généralement aux systèmes dynamiques.

Macbes s’est formée autour de deux besoins clés : diversifier ses partenaires scientifiques et réorganiser une grande équipe en plusieurs entités spécialisées.

Le concept « One Health » guide les travaux de Macbes. Cette approche considère que les santés humaine, animale et environnementale sont indissociables. L’équipe Macbes applique ce concept en se concentrant sur des problématiques biologiques et écologiques complexes, sans pour autant s’éloigner de ses origines en modélisation mathématique.

Biologie cellulaire et moléculaire

• Réseaux cellulaires et cancer : Madalena Chaves et Jérémie Roux explorent les interactions entre les cellules cancéreuses et leur environnement. Leur objectif est de comprendre la résistance au traitement et d’identifier des cibles thérapeutiques, ce qui a conduit au projet de biotechnologie Cellema.
• Rythmes circadiens : En collaboration avec Franck Delaunay de l’IBV, Macbes modélise les horloges biologiques dans les organes comme le foie, explorant leurs liens avec le rythme jour-nuit.
• Biologie synthétique : En partenariat avec l’équipe Microcosme à Grenoble, Macbes développe des modèles pour le contrôle optogénétique, c’est-à-dire le contrôle via l’action de la lumière de cellules modifiées génétiquement.

Agroécosystèmes et santé environnementale

Macbes développe des modèles et des outils mathématiques pour résoudre les problèmes à l’interface entre la sécurité alimentaire et la santé environnementale. L’équipe développe des modèles et analyse des méthodes écologiques pour la protection et la gestion des écosystèmes, en particulier des agroécosystèmes. Plus particulièrement, en collaboration avec l’ISA et divers autres unités de l’INRAE, elle considère les méthodes suivantes :

• Lutte biologique : Modélisation des interactions entre ravageurs et prédateurs naturels et optimisation de l’introduction de ceux-ci dans les agroécosystèmes pour maximiser la production ou minimiser les dégâts causés par les ravageurs.
• Technique de l’insecte stérile : Projets visant au déploiement de mâles stériles des ravageurs afin de perturber leur reproduction, plus particulièrement contre la mouche Ceratitis capitata (attaquant les agrumes en Corse) et la drosophile (problème majeur pour les fruits rouges, dont les cerises en France).
• Plantes résistantes : Recherche sur le déploiement stratégique des cultures résistantes aux maladies pour limiter les dégâts liés à ces maladies tout en évitant le développement de souches de pathogènes capables de contourner la résistance.

• Partenariats avec l’industrie : Le projet de biotechnologie Cellema, issu des travaux sur les cibles thérapeutiques, vise à traduire les découvertes de Macbes en solutions concrètes pour l’industrie pharmaceutique.
• Solutions agroécologiques : En collaboration avec l’INRAE et d’autres organismes, Macbes contribue à développer des méthodes alternatives pour réduire l’utilisation de pesticides chimiques.
• Nouvelles approches : Microbiomes et métagénomique. Le projet MISTIC : en partenariat avec l’équipe Pléiade à Bordeaux, Macbes explore les microbiomes associés plantes cultivées. L’étude des fonctions des micro-organismes ouvre la voie à la constitution de communautés réduites pouvant être directement implantées sur les cultures pour améliorer leur croissance.

Macbes incarne le futur de la recherche interdisciplinaire. En combinant modélisation, biologie et écologie, elle propose des solutions concrètes et adaptées aux enjeux mondiaux. Son positionnement unique et ses collaborations stratégiques en font une équipe incontournable pour relever les défis du XXI^e siècle, à la croisée de la santé, de l’environnement et de la durabilité.