Dispositif de détection biologique ultrasensible de pathogènes prélevés par air pulsé. – BIOPULSE

De nombreuses maladies se propagent de personnes à personnes par le biais des interactions de nos mains avec le monde extérieur. En effet, de nombreux agents pathogènes peuvent survivre sur des objets ou surfaces inertes et être transférés sur la main d’une personne saine qui s’auto-contaminera ensuite. La transmission de maladies à haute morbidité via le contact de nos mains avec ce que l’on appelle des vecteurs de transmission passifs cause chaque année de nombreuses hospitalisations, entrainant à un cout économique et sociétal important. A l’heure actuelle, par manque de technologie appropriée, il est impossible de suivre le trajet des agents pathogènes depuis ces vecteurs passifs jusqu’à nos mains avec des instruments portables. En effet, les capteurs miniaturisés transportables ne peuvent détecter et identifier des agents pathogènes qu’à partir de concentrations significativement importantes. Typiquement, les concentrations de pathogènes détectables par les instruments portables (test immunologiques à bandelette, capteurs issus des micros et nanotechnologies) sont les concentrations que l’on trouverait au sein d’échantillons de fluides corporels de personnes déjà malades. Ainsi, il n’existe pas de moyen portable et rapide de détecter la présence de virus et bactéries pathogènes sur le terrain avant qu’ils n’aient contaminés et qu'ils ne se soient multipliés au sein d’un individu, ce qui limite la surveillance épidémiologique à une approche de type « détecter-pour-soigner ». Ce projet vise à démontrer la faisabilité d’une technologie de détection et d’identification biologique qui permettrait de détecter quelques exemplaires d’agents pathogènes au sein d’échantillons liquide de moyen volume (typiquement le volume d’eau nécessaire à se rincer les mains). Le but à court terme est de combiner un pré-concentrateur d’agents pathogènes viraux à une matrice de capteurs MEMS résonnants à large surface de capture pour démontrer la détection de faibles concentrations virales en un temps très réduit. Aucune de ces approches n’a auparavant été implémentée à la connaissance du consortium. De fait, les challenges sont de tailles pour réaliser un capteur MEMS possédant à la fois une bonne sensibilité massique, une grande surface de capture et fonctionnalisé avec des anticorps à haute spécificité de façon à éviter le plus possible la détection de faux-positifs. Les challenges sont également nombreux pour réaliser un circuit fluidique permettant la pré-concentration de particules virales faiblement concentrées au sein d’échantillons volumineux et ce en un temps record. Afin de réussir avec succès ces challenges, un consortium solide a été construit entre le LETI, le LI2D et le LAAS. Cette équipe a une expertise combinée dans les micro-nano systèmes fluidiques, les capteurs biologiques basés sur les MEMS/NEMS, les protocoles de fonctionnalisation à visée de détection biologique et enfin dans le développement d’anticorps monoclonaux à haute spécificité envers des agents pathogènes viraux spécifiques. Le but à long terme de la recherche proposée est de disposer d’une brique portable permettant une détection ultrasensible, rapide et sans faux positifs d’agents pathogènes. Une telle technologie pourrait être appliquée, entre autre, à la détection d’agents pathogènes prélevés depuis les mains de personnes analysées. Etre capable de détecter les pathogène présents sur les mains de personnes non encore contaminées débloquerait un grand nombre d’applications et ouvrirait un nouveau paradigme de surveillance épidémiologique.