Lipides : Systèmes analytiques et biologiques

La technique d'imagerie "Line-Field Confocal Optical Coherence Tomography" (LC-OCT), inventée par A. Dubois (coordinateur du projet), est valorisée par l'entreprise DAMAE Medical pour le diagnostic non invasif précoce des cancers cutanés. Un dispositif LC-OCT portable a été mis sur le marché en 2020. Basée sur la combinaison de la microscopie confocale et de l'OCT, cette technique permet d'imager la peau en profondeur (jusqu'à 0,5 mm) avec une résolution cellulaire (1 um). Le projet consistera à coupler à la LC-OCT des modalités de spectroscopie basées sur les phénomènes de diffusion Raman, d'auto-fluorescence et de réflexion diffuse. Grâce aux informations fournies par l'analyse fonctionnelle de la lésion, le diagnostic ne sera pas uniquement basé sur une appréciation visuelle. La combinaison de mesures spectroscopiques et d'informations morphologiques à haute résolution obtenues in situ au moyen d'un dispositif portatif devrait révolutionner la prise en charge médicale du cancer de la peau tout en réduisant les coûts de santé.

Dans le domaine de l’analyse biomédicale, les méthodes macroscopiques actuelles basées sur les techniques de chromatographie couplées à la spectrométrie de masse restent longues, fastidieuses et coûteuses, ce qui peut s’avérer préjudiciable pour certaines pathologies telles que les erreurs innées du métabolisme, où le diagnostic précoce et rapide est souvent primordial. Les méthodes analytiques sur puce sont très prometteuses, car l’analyse peut s’effectuer en moins d’une trentaine de minutes avec un microlitre de liquide céphalorachidien (LCR). En associant un nouveau protocole d’électrophorèse, nous avons démontré qu’une biopuce nanofluidique à « code-barres » permet d’identifier en quelques minutes les analytes par une cartographie unique spatio-temporelle des points focaux de concentration. Le projet NANOCODE propose de diagnostiquer les déficits innés en dopamine et sérotonine en dosant leurs métabolites ainsi que les cofacteurs enzymatiques, les ptérines impliqués dans leur biosynthèse, dans le LCR grâce à cette nouvelle puce à code-barres nanofluidique et à un banc d'analyse portable. Le projet se découpe en 4 grands axes de recherche: • Défi scientifique n°1 : Mise au point de protocoles de préparation d'échantillons à partir de LCR issus de patients atteints de troubles EIMs. Ce premier défi consistera en la préparation des échantillons de LCR avant leur injection dans la puce. Deux modes de détection seront étudiées au cours du projet: (1) la fluorescence classique, ce qui impose un marquage par dérivation des molécules cibles, et (2) la spectroscopie UV en système miniaturisé fibré, plus originale et innovante, car elle permet de supprimer l'étape du marquage, simplifiant ainsi l’étape de préparation de l’échantillon. • Défi scientifique n°2 : Définition d'un protocole optimal d'électro-préconcentration assisté en pression – vers la meilleure géométrie du code-barres: Ce 2ème défi repose sur l'électro-préconcentration assistée en pression qui permet d’optimiser les paramètres tension/contre-pression pour obtenir des « codes-barres », sur des temps courts de plusieurs minutes, avec des points focaux stables 1000 fois concentrés. • Défi technique n°3 : Miniaturisation du banc d'électrophorèse et mise au point d'un procédé de fabrication bas coût des biopuces. Ce 3ème défi, mettra au point une plateforme d'électro-préconcentration miniaturisée avec double-détection (fluorescence et spectroscopie d’absorption dans l’UV) et un procédé de nanostructuration des puces en verre bas coût basé sur la nanoimpression. • Défi scientifique n°4 : Validation d'un ou plusieurs protocoles d'électro-préconcentration sur des solutions réelles issues d'une dizaine de patients. A partir d’échantillons de LCR fournis par l'hôpital, nous souhaitons aboutir à la quantification des biomarqueurs ciblés sous forme de codes-barres caractéristiques qui seront comparés aux analyses conventionnelles en HPLC-MS. A l’issue du projet NANOCODE, il s’agit de proposer dans le domaine des IEMs, une méthode de diagnostic rapide de type « Biologie délocalisée », à l’instar de ce qui est actuellement pratiqué dans le domaine des urgences médicales (glycémie, pH et électrolytes sanguins, marqueurs cardiaques, CRP, PCT et recherche de germes pathogènes). En termes de valorisation, nous sommes conscients aujourd'hui que le projet NANOCODE avec les compétences complémentaires de ses 3 acteurs permettrait une montée en TRL de cette nouvelle technologie de rupture. Au cours de la dernière année du projet, nous chercherons, en sus des dépôts de brevets complémentaires, à lever des fonds sur des appels tournés vers la maturation avec un objectif tourné vers la création d'une start-up.