Au croisement des disciplines, chimie, physique, biologie, informatique,
rencontre avec Rohith Ravi en post-doctorat au laboratoire Chrono-environnement. Portrait

Le Labo – Quelle est votre discipline de recherche ?
Rohith Ravi (RR) – La biophysique numérique

Je travaille à la croisée de la physique, de la chimie, de la biologie et de l’informatique. En élaborant des modèles physiques de biomolécules et en réalisant des simulations dans des conditions physiologiques, j’étudie précisément le fonctionnement et les interactions de ces systèmes.

D’où venez-vous ? Quel est votre parcours professionnel ?

J’ai grandi dans une petite ville du sud de l’Inde, appelée Arakkonam, et j’ai quitté ma ville natale pour rejoindre l’université de Madras afin d’y préparer ma licence. La biophysique n’était pourtant pas prévue au programme. C’est elle qui m’a trouvé, presque par hasard, lors de mon stage de master à l’Institut indien de technologie de Palakkad, au Kerala. J’ai eu ma première véritable rencontre avec les biomolécules considérées comme des objets physiques : des atomes en mouvement, des forces en équilibre, des structures vivantes, et j’ai été captivé. Ce stage a scellé mon destin. Peu après, je suis parti en France pour commencer mon doctorat au laboratoire LPCT de l’université de Lorraine à Nancy, sous la direction du Dr Mounir Tarek. Là-bas, j’ai passé trois ans à étudier les lipoprotéines, plus précisément la structure et la dynamique des nanodisques à base de peptides mimétiques de l’apolipoprotéine, en combinant des simulations de dynamique moléculaire « tout atome » avec les données expérimentales de nos collaborateurs afin de dresser un tableau complet de ces peptides, de leurs assemblages supramoléculaires avec les lipides, et de leur pertinence à la fois en tant que système modèle et en tant que candidats thérapeutiques pour les maladies cardiovasculaires. Ma thèse s’inscrivait dans le cadre d’un consortium franco-autrichien, et grâce à ces projets complémentaires, nous avons réussi à mettre en évidence plusieurs des règles structurelles et mécanistiques qui régissent la manière dont ces nanodisques s’assemblent, restent stables et remplissent effectivement une fonction biologique utile.

Quelles sont vos activités de recherche ?

À Chrono-environnement, je participe au projet LADY (Lipoprotein/AzaBODIPY Derivatives Interaction: from Rationalization to the Design of an Optimized Biovector Free Specific NIR Fluorescent Probe), financé par l’ANR, qui étudie comment une famille de colorants fluorescents brillants dans le proche infrarouge, les dérivés de l’aza-BODIPY, interagissent avec les lipoprotéines. Le projet vise à comprendre cette interaction au niveau moléculaire, à optimiser les propriétés optiques et la distribution in vivo des fluorophores, à évaluer leur impact sur l’état oxydatif des lipoprotéines et, à terme, à transformer les lipoprotéines en un cheval de Troie naturel pour l’imagerie et l’administration ciblées.

Quels sont les intérêts de cette recherche ?

L’intérêt de ces travaux est à la fois biologique et méthodologique. Les lipoprotéines, en particulier les particules HDL et LDL, jouent un rôle central dans un large éventail de processus physiologiques, allant du transport du cholestérol à l’inflammation et aux maladies cardiovasculaires. De plus, des études récentes ont montré qu’elles constituent également de remarquables vecteurs naturels pouvant être exploités pour l’imagerie et l’administration ciblée de médicaments. Malgré cette importance, il n’existe toujours pas de protocole robuste et largement accepté pour construire et simuler ces assemblages supramoléculaires complexes à une résolution atomique, en raison de la grande variété de compositions lipidiques, de tailles de particules et de conformations d’apolipoprotéines qu’ils peuvent adopter. Une partie de mes travaux est donc consacrée au développement et à la validation d’un tel protocole, avec des simulations comparées aux données expérimentales disponibles afin que les lipoprotéines in silico obtenues ressemblent étroitement aux particules naturelles. Une fois que ces modèles sont fiables, ils deviennent un outil prédictif pour étudier la structure et la fonction des lipoprotéines, pour rationaliser la manière dont des molécules telles que les fluorophores aza-BODIPY interagissent avec elles, et, en fin de compte, pour guider la conception de nouveaux biovecteurs.

Quelles sont les perspectives de recherche ?

À l’avenir, ces travaux ouvrent plusieurs pistes interdépendantes présentant un grand intérêt scientifique. Le cadre de simulation en cours de développement pour les assemblages à base de lipoprotéines peut naturellement être étendu à un éventail plus large de charges biomoléculaires, allant des médicaments thérapeutiques aux agents de contraste et autres charges fonctionnelles, favorisant ainsi la conception rationnelle de biovecteurs à base de lipoprotéines. Sur le plan méthodologique, la prochaine phase consistera à combiner la dynamique moléculaire « tout atome » et « à gros grains » avec des techniques d’échantillonnage avancées et des stratégies de modélisation multi-échelle afin d’accéder à des échelles de temps plus longues et à des mécanismes et interactions plus complexes et physiologiquement réalistes qui restent aujourd’hui inaccessibles aux simulations standard. Conformément aux principes de la science ouverte, les champs de force validés, les protocoles de simulation et les modèles structuraux produits au cours de ce processus seront mis à disposition en libre accès, afin que les communautés plus larges de la simulation moléculaire, des lipoprotéines et de la nanomédecine puissent les réutiliser comme éléments de base pour leurs propres études.

Pourquoi choisir de venir à Chrono-environnement ?

Sincèrement, deux choses m’ont attiré ici. Tout d’abord, mes échanges avec le professeur Christophe Ramseyer. L’orientation de son groupe vers les simulations moléculaires appliquées à des questions de santé concrètes correspond exactement à la voie que je souhaitais suivre après mon doctorat.
Ensuite, le laboratoire Chrono-environnement lui-même : en tant que biophysicien numérique, il est rare de trouver un espace qui brise véritablement les cloisonnements disciplinaires. Le simple fait de partager un espace avec des chercheurs issus de différents horizons est une formidable occasion d’apprendre à partir de perspectives différentes et ouvre la voie à d’éventuelles collaborations futures.

Sélection de publications

• Ravi R., Salnikov E. S., Bechinger B., & Tarek M. (2025). Structural and dynamics of apoA-1 mimetic peptide lipid nanodisc assemblies: A molecular dynamics study. Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Biomembranes, 184495.
• Rani A., Balandin D., Ravi R., Teppan J., Vidakovic I., Kienzl M., Marsche G. (2025). Peptide-based lipid nanodiscs suppress eosinophil recruitment and chemotaxis. Journal of Controlled Release, 114060.