Analyse multi-échelle de sputum humain : structure, rhéologie et transport – MUCUS

Les pathologies respiratoires chroniques représentent un enjeu de santé publique majeur dans les pays tant industrialisés qu’émergeants. Les marqueurs quantitatifs et objectifs de diagnostic et/ou de suivi sont toutefois lacunaires ce qui freine le développement d’approches thérapeutiques efficaces. Le projet de Laboratoire Commun MUCUS (MUlti-sCale analysis of hUman Sputum), associant le Laboratoire Rhéologie et Procédés (LRP, CNRS/Grenoble INP/Univ. Grenoble-Alpes, UMR 5520) et la société Rheonova, est centré sur le développement d’outils biophysiques répondant à ce besoin.

Rheonova a proposé et réalisé un premier dispositif fonctionnel d’analyse rhéologique des sécrétions bronchiques, validé cliniquement et commercialisé depuis 2018. Toutefois, la corrélation entre rhéologie du mucus et état clinique du patient demeure largement empirique. MUCUS doit permettre de comprendre les mécanismes liés aux marqueurs biophysiques existants, développer de nouveaux marqueurs biophysiques, et améliorer les futures pratiques cliniques reposant sur ces marqueurs. Le quadruple objectif du programme est (i) de valider l’approche rhéologique, (ii) de définir des protocoles de manipulations d’échantillons, (iii) d’affiner et d’améliorer les marqueurs biophysiques pertinents, et (iv) d’identifier des pratiques thérapeutiques tierces auxquelles l’approche rhéologique est généralisable. Ces objectifs se traduiront respectivement par quatre axes de recherche principaux :

- comprendre, à partir de modèles in vitro, les interactions entre agents pathogènes, structure et propriétés de transport du mucus ;

- évaluer, par des analyses microstructurales, l’impact des protocoles de manipulation d’échantillons de mucus sur leur rhéologie et les marqueurs biophysiques relevés ;

- explorer la rhéologie du mucus dans des régimes (grandes déformations et hautes fréquences) et à des échelles encore inexploités et développer une instrumentation associée ;

- comprendre les phénomènes de transport d’agents (vecteurs thérapeutiques) au sein du mucus, et du mucus lui-même au sein des voies respiratoires inférieures.

Ces travaux devraient permettre d’améliorer l’usage des dispositifs actuellement proposés par Rheonova, et à plus long terme d’élargir son portefeuille d’innovation vers de nouveaux marchés (dispositifs point-of-care puis point-of-need) et d’autres pathologies.