Biocapteurs bactériens programmables pour la surveillance des métabolites intestinaux – SENSIGUT

SensiGut : Biocapteurs bactériens programmables pour la surveillance des métabolites intestinaux.

De plus en plus d'éléments décrivent l'influence du microbiote intestinal sur la physiologie humaine. L'image qui se dessine suggère que l'interaction entre le génome humain et le microbiome régule en permanence les voies métaboliques qui contrôlent la réponse de l'hôte, ce qui peut influencer la pathogenèse des maladies inflammatoires chroniques. Les maladies inflammatoires de l'intestin (MICI) sont récemment devenues un problème de santé publique dans le monde entier. Le déséquilibre des principaux métabolites dérivés des microbiomes est impliqué dans la pathogenèse des MICI. Le suivi régulier des signatures métaboliques de MICI dans les échantillons des patients pourrait aider a établir leur cartographie temporelle pour prédire l'évolution de la maladie. Cependant, les techniques métabolomiques actuelles ne sont pas pratiques et sont très coûteuses pour un suivi de routine quotidien. Par conséquent, de nouvelles méthodes sont nécessaires pour permettre un contrôle rapide, déployable sur le terrain et rentable des métabolites dans les échantillons cliniques.

Le principal objectif de ce projet est de développer des biocapteurs bactériens programmables qui détectent les biomarqueurs métaboliques des maladies inflammatoires de l'intestin dans les échantillons cliniques. Les biocapteurs bactériens ont des avantages parce que effectuent un traitement parallèle de divers signaux environnementaux et se répliquent de façon autonome, ce qui en fait une option attrayante pour concevoir des dispositifs de détection abordables. Ici, je développerai un châssis de biocapteur bactérien optimisé pour fonctionner dans des échantillons fécaux et je fournirai une collection de biocapteurs fiables pour les signatures métaboliques des MICI. En appliquant mon expertise en biologie synthétique, en ingénierie métabolique, en dispositifs logiques et en systèmes multicellulaires, je fournirai des biocapteurs dotés d'une logique de multiplexage pour la détection de métabolites multiples et tendue aux échantillons fécaux. Leur aptitude à réaliser des profils métaboliques sera évaluée dans un contexte clinique en utilisant des échantillons provenant d'une biobanque établie en collaboration avec Céline Deraison à l'IRSD, Toulouse, et des cliniciens du CHU de Montpellier. La fiabilité du biocapteur sera testée en comparant les métabolites endogènes détectés avec celui détecté par une analyse métabolique conventionnelle.
Ce travail fournira un outil solide pour la surveillance quotidienne et à grande échelle des métabolites dans des échantillons humains, ce qui permettra de soutenir de nouvelles stratégies de prévention et de traitement des crises symptomatiques de la maladie. À terme, ces capteurs pourraient être utilisés par les patients eux-mêmes.
Ces biocapteurs pourraient soutenir un grand nombre d'études épidémiologiques, dans différents types de population et groupes ethniques pour lesquels des différences dans la composition du microbiote ont été décrites. Cette stratégie aura un impact précieux sur le suivi des maladies inflammatoires de l'intestin, ainsi que sur la biologie synthétique, la recherche sur le microbiome, l'épidémiologie et les domaines des sciences sociales axés sur la santé. Ces biocapteurs pourraient ensuite être appliqués à d'autres pathologies, offrant ainsi un nouveau moyenne de surveillance des métabolites, déployable sur le terrain, et contribuant à une meilleure compréhension de la dialectique chimique complexe entre le microbiote intestinal et l'homme, pertinente pour de nombreuses maladies. À plus long terme, ces biocapteurs permettront de concevoir des bactéries thérapeutiques capables de détecter ces métabolites, d'y répondre et de réduire l'inflammation in situ.