Isabelle Andre est directrice de recherche INSERM et dirige le laboratoire de recherche sur la lymphohématopoïèse humaine à l'institut Imagine.

Ses recherches principales portent sur le développement du système immunitaire hématopoïétique humain et les études précliniques de thérapie cellulaire pour les maladies héréditaires et acquises du système hématopoïétique. Le groupe de recherche qu'elle dirige étudie non seulement comment réussir la transplantation de cellules souches hématopoïétiques chez l'homme, mais aussi la différenciation des cellules souches de souris et humaines vers les lignées lymphocytaires. Elle a identifié les étapes clés de la production de cellules T, acteurs clés de l'immunité générée tout au long de la vie d'un individu au sein du thymus. Ces travaux ont conduit au développement d'un thymus artificiel, qui sera testé dans un essai clinique pour réduire la période de déficit immunitaire après une greffe de moelle osseuse. Son équipe a également identifié de nouveaux gènes impliqués dans des formes graves de déficits immunitaires héréditaires chez les enfants et démontré la génotoxicité de médicaments antiviraux, tels que l'AZT, utilisés pour prévenir la transmission du VIH pendant la grossesse.

Elle est impliquée dans plusieurs essais cliniques basés sur l'utilisation de cellules souches hématopoïétiques modifiées génétiquement ex vivo pour traiter les patients atteints de troubles héréditaires. Elle est auteur ou co-auteur de plusieurs brevets et d'une soixantaine de publications dans des revues à comité de lecture et a reçu plusieurs subventions nationales et européennes.