DIANE : le dispositif de diagnostic de l'équipe iGEM Pasteur Paris qui révèle l'origine de l'infection en quelques minutes

par : Deshmukh GOPAUL

37
Contributeurs
63
Jours restants
comment ça marche ?

À propos de ce projet

La compétition iGEM (international Genetically Engineered Machine), est un concours international de biologie synthétique, organisé par le Massachusetts Institute of Technology (MIT), à Boston. Chaque année, des centaines d'équipes du monde entier s'y retrouvent au mois d'octobre pour présenter leurs projets.

Cette année à l'Institut Pasteur, nous avons créé une équipe composée de dix étudiants travaillant dans des domaines divers tels que la biologie, la physique, la chimie et la propriété intellectuelle, nous permettant d’avoir les compétences nécessaires à concrétiser le projet que nous avons imaginé : DIANE, DIAgnosis is Now Easier.

Encore aujourd’hui, les méthodes de diagnostic des infections bactériennes sont parfois longues (de l’ordre de 24h), ce qui peut être particulièrement problématique dans les cas de septicémie. La septicémie est une réponse inflammatoire généralisée excessive provoquée par une infection grave. Elle tue 1 personne toutes les 5 secondes dans le monde. Dans les pays industrialisés, elle touche 1,8 fois plus de personnes que les maladies cardiaques, et pourtant, 13 fois moins de fonds y sont investis [Fiche maladie “Sepsis – septicémie”, Centre médical de l’Institut Pasteur, Janvier 2018]. Si elle n’est pas traitée rapidement, elle peut conduire à des complications nerveuses et musculaires puis à la mort.

Afin d’abaisser le taux de mortalité due à la septicémie, la campagne « Survivre à la septicémie », lancée par la SCCM (Society of Critical Care Medicine) et l’ESICM (European Society of Intensive Care Medicine), a élaboré des lignes directrices préconisant d’administrer un traitement antimicrobien empirique dans l’heure qui suit la reconnaissance d’une septicémie sévère ou d’un choc septique chez le patient. C’est pourquoi les médecins attribuent, dans ces situations d’urgence, des traitements antibiotiques à large spectre, ou basés sur des hypothèses concernant l’origine de l’infection, sans même attendre les résultats des analyses sanguines. En conséquence, certaines erreurs de traitement peuvent conduire à une perte de temps critique pour l’état du patient. Mais l’utilisation d’antibiotiques à large spectre participe aussi au développement de la résistance antimicrobienne.

L’OMS (Organisation Mondiale de la Santé) a donc reconnu la septicémie comme priorité de santé publique en 2017. C’est dans ce contexte que nous avons décidé de créer un dispositif de diagnostic rapide et portable qui permettrait d’indiquer immédiatement aux médecins quelle est la bactérie à l’origine de l’infection à partir d’un échantillon de fluide humain (sang, crachats, urine), afin d’administrer rapidement le traitement antibiotique adapté au patient.

Le dispositif DIANE est basé sur une méthode de détection bactérienne électrochimique utilisant des aptamères, des mono-brins d’ADN capables de cibler des ligands spécifiques, fixés à des électrodes en nanotubes de carbone. Nous allons créer cet appareil de manière à ce qu’il soit simple d’utilisation, portable et suffisamment résistant pour pouvoir servir, à la fois en médecine délocalisée dans les services d’urgences hospitalières, mais aussi dans des conditions difficiles lors de missions humanitaires. Ses perspectives d’utilisation ne s’arrêtent pas là, puisqu’il est adaptable à la détection de tout organisme infectieux.

Le projet DIANE, de l’équipe iGEM Pasteur 2019, ne sera pas seulement utile pour sauver des vies ou éviter des complications dans les cas de septicémie, mais il pourra être utilisé plus généralement pour toute infection bactérienne, afin d’apporter un traitement antibiotique approprié immédiat, luttant ainsi contre la progression de l’antibiorésistance.

L'équipe : 


De gauche à droite et de devant à derrière : 

Etudiants : Léa Durix, Quentin Mosagna, Marie Sabatou, Vincent Saverat, Clara Delamare, Ronan Soudy, Elise Cambon, Alexandre Zidat, Laurence Vigne, Tara Fournier

Coachs : Maria Vittoria Mazzuoli, Chloe Charendoff, Mathieu de Jode

Responsable d'équipe : Deshmukh Gopaul

Etapes

Notre projet s’articule autour de cinq étapes clés :

  • Sélectionner les aptamères capables de reconnaître les bactéries pathogènes par la méthode SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment).
  • Fabriquer les électrodes en nanotubes de carbone sur lesquelles seront greffés les aptamères.
  • Fixer les aptamères sur les électrodes par traitement chimique.
  • Tester la détection des bactéries en vérifiant qu’elles engendrent bien un signal électrochimique proportionnel à leur concentration.
  • Créer le prototype de l’appareil de diagnostic par impression 3D.

Budget : 6 000 €

Libellé
Montant
Biologie cellulaire et moléculaire
1 500 €
Chimie
1 000 €
Design et prototypage
1 000 €
Communication et congrès iGEM
2 500 €

Biologie cellulaire et moléculaire
- Achat et amplification par PCR des librairies d’aptamères et achat des aptamères connus 500€
- Cultures bactériennes et sélection des aptamères capables de reconnaître les bactéries pathogènes par la méthode SELEX (Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment) puis achat des aptamères d’intérêt séquencés 1000€

Chimie
- Réalisation et fonctionnalisation des électrodes en nanotube de carbone et fixation des aptamères par traitement chimique 1000€

Design et prototypage
- Création d’un prototype du dispositif par impression 3D et achat des fluides biologiques pour la réalisation des mesures dans les conditions d’utilisation du dispositif 1000€

Communication et congrès iGEM
- Déplacements et moyens de communication pour le congrès iGEM à Boston, supports de communication (Billets, flyers, posters, vidéos) 2500€

Approuvé par

Institut Pasteur

Le Centre de Recherche Translationnelle de l’Institut Pasteur aide les chercheurs à transférer leurs découvertes de laboratoire en des applications pour la médecine. Le centre soutient cette jeune équipe d’étudiants encadrée par un chercheur de l’Institut Pasteur, qui a défini un besoin en discutant directement avec des médecins et en prenant le pari de pouvoir y répondre dans le temps imparti par le concours iGEM, concours organisé par le MIT (Massachusetts Institute of Technology).