Biopuces et biocapteurs – Nouvelles technologies pour la santé
Biocapteurs pour l’étude de vésicules extra-cellulaires
Les vésicules extra-cellulaires sont des objets de taille nanométrique (de quelques dizaines à quelques centaines de microns de diamètre) décorées de protéines et porteuses d’acides nucléiques. Elles sont naturellement présentes dans de différents fluides biologiques, en particulier dans le sang. Longtemps considérées comme des débris cellulaires, le rôle dans le signalement cellulaire est désormais indéniable. Plus important encore, il s’avère que ces objets nanométriques peuvent être considérés comme des marqueurs de différentes pathologies, comme la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, ou différents cancers. Afin de permettre une détection plus précoce et caractéristique de ce type de pathologies, en collaboration avec le LETI-DTBS, nous développons des dispositifs microfluidiques permettant de traiter des échantillons de sang de faible volume afin de caractériser les différentes populations de vésicules extra-cellulaires présentes dans l’échantillon.
Des biocapteurs pour la détection rapide de bactéries pathogènes
Les bactéries sont des micro-organismes particulièrement importants dans la santé humaine, que ce soit dans le rôle vital du microbiote intestinal ou dans le rôle des micro-organismes dans notre alimentation. Néanmoins, nous restons vulnérables face à différentes bactéries considérées comme pathogènes (Salmonelles, Listeria, ECEH, S. aureus, etc.). Après avoir développé une technologie innovante (couverte par deux brevets) pour la détection plus rapide que les techniques de routine de pathogènes alimentaires, nous travaillons depuis quelques années sur le développement d’une méthode similaire pour l’étude d’échantillons sanguins. En effet, en cas d’infection (bactériémie) liée à la présence de bactéries dans le sang, la prise en charge du patient et l’administration rapide d’un traitement anti-biotique adapté sont cruciaux dans la prise en charge du patient. Dans ce contexte, en collaboration avec un laboratoire de chimistes grenoblois (DCM, Didier Boturyn), et du CHU-Grenoble Alpes (Sandrine Boisset, Max Maurin), nous développons des biocapteurs universels pour la détection et l’identification de pathogènes dans du sang humain.
Des bactériophages pour faire face à l’antibiorésistance
L’utilisation croissante et démesurée d’antibiotiques agit comme une pression supplémentaire pour l’émergence de souches antibio-résistantes, c’est à dire résistantes aux différentes familles d’antibiotiques connues et utilisées à ce jour. Dans ce contexte, le besoin de nouvelles solutions thérapeutiques pour affronter une infection bactérienne est de plus en plus urgent. En nous inspirant de solutions développées depuis plusieurs dizaines d’années dans les pays de l’Est, nous sommes convaincus que la mise en œuvre de cocktails de bactériophages (virus spécifiques de bactéries et inoffensifs pour l’Homme) pourrait être une alternative puissante aux antibiotiques tels que produits depuis la découverte de la pénicilline. Pour cela, il faut pouvoir identifier, souche par souche, à quels bactériophages le pathogène recueilli est sensible. Pour cela, nous développons, avec le CEA-LETI-DTBS une biopuce à bactériophages.
KinCells : un projet collaboratif pour la détection en temps réel de biomarqueurs, grâce au soutien de la Région Auvergne-Rhône-Alpes
Quatre-vingt-dix pourcent des candidats médicaments échouent lors des essais cliniques sur l’Homme, ce qui impacte considérablement la rentabilité des industriels de la pharmacie et le nombre de médicaments nouveaux qui arrivent aux patients. Ce taux d’échec illustre un manque d’outils performants lors des phases de recherche et d’essais précliniques, permettant aux développeurs de prendre des décisions stratégiques le plus tôt possible dans la chaine de développement du médicament. Notamment, il n’y a pas d’outils pour accéder facilement à la cinétique de la sécrétion des biomarqueurs (ex : marqueurs d’inflammation) en réponse à un médicament, ce qui peut entraîner une mauvaise évaluation de ce dernier (phénomène transitoire, instabilité des biomarqueurs, etc.). La start-up
NANOBIOSE souhaite intégrer dans sa prochaine génération de laboratoires sur puce une technologie permettant le suivi cinétique des biomarqueurs. Le marché adressé est celui de l’évaluation
in vitro des candidats médicaments en développement, notamment l’évaluation de leur efficacité et de leur sécurité
via les biomarqueurs. La croissance de ce marché (+10 % par an) est soutenue par le besoin des industriels de la pharmacie d’essais
in vitro précoces pour dérisquer leurs projets le plus tôt possible et de limiter le recours aux animaux de laboratoires. L’objectif du projet KinCells, en collaboration avec la société
EVEON et Yoann ROUPIOZ, directeur de recherches CNRS au sein du laboratoire SyMMES (CEA-CNRS-UGA), est la conception, la réalisation et le test d’un démonstrateur fonctionnel et robuste d’un système complet permettant d’accéder à la cinétique des sécrétions cellulaires. Cet ensemble comprendra un nouveau laboratoire sur puce avec une capacité accrue, des réactifs innovants et un automate gérant la répartition des fluides dans le laboratoire sur puce (milieu de culture, des produits à tester et réactifs) et l’acquisition des données d’évaluation des biomarqueurs.
KinCells est un projet réalisé en partenariant avec la société Nanobiose et la société Eveon, grâce à un financement de la
région Auvergne-Rhône-Alpes.