Caractérisation multimodale de particules uniques de virus par nanopores – ViroZoom

L'objectif de ce projet est de développer une technologie basée sur les nanopores pour l'analyse de virus au niveau de la particule individuelle. Notre but est de construire une plateforme de caractérisation multimodale, calibrée pour mesurer plusieurs propriétés virales qui confèrent aux particules leur potentiel infectieux. Notre ambition dans ce projet est de tester notre approche dans des contextes expérimentaux pertinents mais aussi de relever des défis bien définis qui ne sont pas couverts par les technologies existantes, en particulier à des fins de diagnostic et aussi pour la bioproduction de vecteurs viraux.
Notre méthode repose sur une technologie de nanopores couplée à une détection optique pour permettre un suivi en temps réel du transport de virus. Cette configuration permet de quantifier avec précision la concentration virale. Par ailleurs, la mise en évidence d'un embouteillage de virus dans les nanopores couplée à la modélisation donne accès à des paramètres d'interaction dynamique des virus. Nous avons montré que ces paramètres constituent une signature unique pour chaque type et même sous type viraux.
Sur la base de résultats préliminaires prometteurs, ce projet vise à établir sur des échantillons réels une méthode de caractérisation permettant de mesurer, l’état de surface ou la présence du génome.
Le premier axe du projet vise à concevoir un prototype miniaturisé et automatisé, qui soit adapté à une utilisation en routine et en laboratoire de haute sécurité microbiologique (P2/P3). Pour ce faire, il sera adapté pour permettre l’acquisition de deux couleurs simultanément. L’analyse d’image sera automatisée en adaptant des algorithmes existants développés initialement pour la microscopie à super-résolution ou pour la segmentation par Deep Learning.
Le deuxième axe du projet est consacré au développement d'outils de diagnostic. Nous nous focaliserons sur des virus respiratoires (InflV, HSV, SC2) qui représentent un enjeu majeur pour la santé globale de part de leur extension et leur variabilité. A la suite de données préliminaires sur des matrices négatives, nous appliquerons notre méthodologie à des échantillons de patients par le développement d’un prétraitement des échantillons. Par la suite nous différencierons les particules infectieuses et non infectieuses et nous effectuerons une caractérisation des glycoprotéines de surface virales.
Le troisième axe se concentre sur la qualification de bioproductions virales. Nous nous appuierons sur un modèle efficace pour la production de vaccins à l'échelle industrielle : le système baculovirus/cellules d'insecte pour produire des particules pseudo-virales de Sars-Cov-2. Les objectifs principaux sont de quantifier les particules co-sécrétées indésirables et d’analyser la glycosylation de protéines virales de surface. Notre approche permettra d’optimiser les paramètres de bioproduction en réalisant un contrôle qualité des lots de productions.
Notre consortium rassemble des expertises complémentaires en physique des molécules uniques, en virologie, en infectiologie virale humaine et en production de vaccins.
L'ambition de ce projet est d'améliorer l'analyse virale en fournissant une méthodologie à haut débit applicable à une large gamme de virus rencontrés en biotechnologie ou comme pathogènes humains.