Diagnostic immuno-affin – AffiDiag

AffiDiag a pour but de concevoir et produire un robot capable d'accomplir un immuno-diagnostic avec une valeur ajoutée importante: la capacité de mesurer l'affinité d'une réaction antigène/anticorps. AffiDiag se veut une alternative moderne aux méthodes existantes. Il devrait être principalement utilisé pour des évaluations de santé mais pourrait l'être aussi pour tout autre besoin en reconnaissance immunochimique. Nous avons choisi l'allergie comme champ d'application de ce nouvel outil de diagnostic.
Notre plateforme AffiDiag devrait être aussi sensible que les tests immunologiques conventionnels utilisés en routine avec la même quantité de serum mais les dépasser par le nombre d'allergènes différents testés, 100 au lieu d'1 et par l'utilisation d'anticorps non marqués. Ce développement remarquable est principalement dû à l'utilisation combinée de l'imagerie de résonance des plasmons de surface et de la microfluidique.
De plus, AffiDiag est censé donner l'affinité respective de chacun des 100 couples Ag-Ab. Cette caractéristique importante de l'interaction devrait fournir au clinicien une information utile sur la pertinence des anticorps produits et détectés pour différents allergènes et par patient. Ce nouveau type d'information ne devrait pas seulement aider à déchiffrer le motif complexe des données générées mais aussi avoir une valeur prédictive potentielle sur l'évolution de la maladie ou sur les effets de la vaccination sur la production d'anticorps protecteurs.//Affidiag devrait introduire un nouveau concept en allergie et dans les autres maladies immunologiques: pour la première fois, la prédiction de l'évolution de la maladie devrait être possible. Les variations de l'avidité des anticorps de patient pour les allergènes devraient indiquer une phase de consolidation ou de guérison. Cette information est particulièrement critique pour les allergies alimentaires et aux venins où l'occurrence des chocs anaphylactiques peut mettre en danger la vie du malade.
Pour atteindre cet ambitieux progrès, nous serons particulièrement innovants sur le greffage des allergènes sur la biopuce et sur l'utilisation de la microfluidique pour réduire les besoins en sérum de patient et augmenter la rapidité du diagnostic.
4 méthodes d'immobilisation sur l'or seront testées avec ou sans contrôle de l'orientation des macromolécules: greffage covalent ou sur une couche de protéine A/G ou d'anticorps primaires. Cette dernière méthode, encore rarement utilisée pour la bioreconnaissance, semble très prometteuse, permettant de densifier, sur chaque plot, les couches d'anticorps dans plusieurs directions et donc probablement un meilleur accès des cibles. Chaque méthode sera optimisée pour assurer le meilleur compromis entre une haute densité et une bonne accessibilité.
Affidiag, en combinant l'imagerie SPR avec une puce microfluidique comprenant l'alimentation automatisée de la chambre de réaction permettra le test quotidien de 60 patients contre 100 allergènes.//1. GenOptics SA est expert in imagerie de résonance des plasmons de surface (SPR), optique, biotechnologie et intégration instrumentale.
2. Laboratoire de Réactivité de Surface, UMR CNRS 7609 est expert en techniques de science de surface et en fonctionalisation de surfaces d'or.
3. ESPCI-CNRS, Allergie et Environnement, LECA, UMR 7121 est expert en Immunochimie, séparation électrophoretique 1 et 2D, immunodétection, ELISA et caractérisation d'allergène et anticorps.
4. ESPCI, Laboratoire de Physico-Chimie Théorique, UMR 7083 est expert en microfluidique et conception de "lab-on-a-chip".
UMR 7121 fournira le matériel biologique qui sera greffé sur les puces de GenOptics avec la chimie de surface de l'UMR 7609. UMR 7083 transformera ces puces en lab-on-a-chip et l'UMR 7121 réalisera des tests cliniques automatisés sur la plateforme AffiDiag intégrée par GenOptics.
Tous les partenaires mentionnés ont déjà travaillé sur un sujet voisin avec au moins un des autres partenaires.

//4 partnaires sont impliqués dans 4 « workpackages » dans le projet Affidiag:
WP1- Diagnostique allergique
WP2- Immobilisation des protéines
WP3- Microfluidique
WP4- Imagerie SPR

Les tâches suivantes décrivent chronologiquement les différentes étapes-clé (M) et délivrables (D):
D3.1- 1ère puce microfluidique passive (Mo 2)
D4.1- Prototype SPR avec fluidique conventionnelle (possibilité d'immobiliser 100 sondes et de détecter des interactions avec 200µL de sérum) (Mo 3)
D1.1- Sélection des sérums de patients allergiques au lait et de contrôles négatifs, certains étant allergiques mais pas au lait (Mo 6)
M3.1- Modèle final de puce microfluidique passive (Mo 10)
D1.2- Quantification des anticorps IgE (Mo 12)
D2.1- Développement d'1 à 2 nouvelles méthodes pour l'immobilisation des protéines (Mo 12)
D3.2- 1ère puce microfluidique active (Mo 12)
D4.2- Modification de D1 avec intégration de la puce microfluidique passive toujours avec une fluidique conventionnelle (pompes et vannes) (Mo 12)
M2.1- Test de la nouvelle méthode d'immobilisation (Mo 12)
M4.1- Validation du prototype en mode passif (Mo 12)
D2.2- Comparaison des performances des différentes méthodes d'immobilisation pour différentes protéines (Mo 18)
M1.1- Démonstration de faisabilité de spécificité et de mesure de quantité et d'avidité par le prototype AffiDiag (Mo 18)
D1.3- Mesure d'avidité des anticorps spécifiques aux allergènes (Mo 18)
M2.2- Test d'avidité en fonction de la méthode de greffage des protéines (Mo 24)
M1.2- Validation du kit d'analyse R&D (réactifs, procédure, évaluation) (Mo 24)
M3.2- Modèle final de puce microfluidique active (Mo 28)
D4.3- Modification de D2 avec intégration de la puce microfluidique active incluant microvannes and micropompes (Mo 30)
D2.3- Optimisation des futures méthodes d'immobilisation principalement pour les mesures d'avidité sur une puce dirigée contre de multiples protéines (Mo 30)
M4.2- Validation du prototype en mode actif (Mo 32)
D1.4- Production d'un kit d'analyse biologique (Mo 32)
M2.3- Production d'un protocole de travail pour l'utilisation d'une puce multiplexe (Mo 32)
M1.3- Validation d'un kit d'analyse pré-commercial (Mo 32)
M4.3- Démonstration industrielle de la plateforme AffiDiag pour le diagnostique d'allergie au lait à partir de sérums bruts de patients (Mo 36)
//Les brevets de GenOptics sur l'imagerie de résonance des plasmons de surface. "Plasmon" PCT/FR01/03991 est actuellement le seul brevet existant qui sera impliqué dans le projet. Ce brevet a été publié sous la référence WO/2002/048689 (20/06/2002) et concerne le procédé technique mis en oeuvre dans les appareils de GenOptics.
La propriété intellectuelle liée au développement d'un tel projet est un challenge de premier ordre. Des brevets seront déposés pour protéger les innovations générées (chimie de surface, dispositif microfluidique et procédés) et généreront des revenus à travers des licences d'exploitation.