Système multi-organe et multi-capteur sur puce pour la diabétologie – DIAMOCHIP

Les processus physiologiques et les maladies chroniques impliquent souvent plusieurs organes. Leur compréhension et le développement de thérapies (médicaments, cellules souches) nécessitent actuellement : (i) des expériences sur animaux, dans un contexte de réduction par l'UE et peu applicables à l'homme ; (ii) et des essais cliniques coûteux et sans analyse in situ.

Les dispositifs multi-organe sur puce (MOOC) pourraient combler le fossé entre ces approches, bien que les plus gros défis portent sur : l’association de plusieurs organes, les boucles microfluidiques, les capteurs temps-réel embarqués permettant le suivi à long terme, et l’application de scenarii pertinents du point de vue physiologique et physiopathologique.

L'homéostasie nutritionnelle est un processus multi-organe complexe vital et ses dérégulations mènent au diabète (>5% de la population dont 90% de diabètes de type 2).
DIAMOCHIP associe les expertises de 3 laboratoires académiques et 1 entreprise pour : (i) élaborer le premier dispositif 4 organes et multicapteur sur puce (îlots pancréatiques, foie, muscles, adipocytes) pour la diabétologie, (ii) et le valider in vitro et in silico dans des conditions physiologiquement et physiopathologiquement pertinentes.

Les partenaires collaborent déjà et sont experts en électrophysiologie des micro-organes en diabétologie (Raoux, CBMN, Bordeaux), microfluidique des organes-sur-puce (Charlot, IES, Montpellier), microélectronique, traitement temps-réel de bio-signaux et modélisation en diabétologie (Renaud, IMS, Bordeaux), et technologies des capteurs et valorisation en santé (Tamda, Tecnalia France, Bordeaux).

Le projet contient 4 lots de travaux (WP) pour établir le dispositif DIAMOCHIP final :
1) Puce microfluidique avec capteurs intégrés (IES-Tecnalia) ;
2) Intégration matérielle et instrumentation (IMS) ;
3) Coculture des microorganes et scaling en microfluidique (CBMN) ;
4) Validations physiologique, physiopathologique et in silico de DIAMOCHIP, et accès au marché (Tous les partenaires).

DIAMOCHIP apportera (i) des connaissances majeures sur le dialogue inter-organe dans l'homéostasie nutritionnelle, (ii) un outil de rupture pour étudier le diabète, (iii) et un dispositif biomédical pour le criblage et pour les approches liées aux cellules souches dédiées à la médecine personnalisée.

DIAMOCHIP aura un impact important dans le champ des organes-sur-puces, en faisant progresser l'état de l'art car il aborde non seulement plusieurs organes mais aussi une fonction physiologique supérieure, l'homéostasie nutritionnelle, et d'une maladie multi-organe, le diabète.

Le marché des organes-sur-puces est en forte croissance, porté par les interactions entre le monde académique et l’industrie, ainsi qu’un fort investissement public. Les solutions actuelles sont souvent à un seul organe et, à une exception près, dépourvues de détection en ligne. DIAMOCHIP peut fournir une plate-forme puissante, efficace et rentable pour résoudre un certain nombre de questions de recherche clinique non réalisables chez l'homme, avec un impact significatif pour la compréhension et le traitement du diabète. Les dispositifs et composants développés dans ce projet peuvent être d'un intérêt considérable pour un certain nombre d'entreprises.