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-DTIS, 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 antibiotique 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), nous développons des biocapteurs universels pour la détection et l’identification de pathogènes dans du sang humain.
Des surfaces antimicrobiennes pour lutter contre la prolifération bactérienne
Le contrôle de la prolifération bactérienne à la surface de matériaux est une problématique majeur dans différents domaines comme la santé (désinfection du matériel chirurgical et implantable), l’alimentation (traitement des emballages alimentaires), les transports en commun (hygiène des habitacles), l’adduction d’eau potable, etc. Afin de contrôler les stades très précoces de l’adhésion de bactérie sur une surface, nous développons des solutions bio-inspirées pour limiter ce type d’interaction. Ceci peut passer par le greffage de peptides antimicrobiens sur une surface comme c’est le cas dans le cadre de l’expérience MATISS3, où des échantillons fonctionnalisés au laboratoire sont actuellement exposés dans l’habitacle de la station spatiale internationale afin de suivre l’activité de ce type de dispositifs en micro-gravité (
en savoir plus). En collaboration avec le
laboratoire LN2 à Sherbrooke au Québec, nous développons également des nanomatériaux nanostructurés, pour mimer les surfaces antimicrobiennes très efficaces que l’on peut trouver dans la Nature, par exemple à la surface d’ailes de cigales ou de papillons.