Santé et Bio technologies Nanobiotechnologies

Diagnostic Digital

DIGIDIAG

Mots-clés : Microfluidic; droplet-based microfluidics ; digital diagnostics ; lab-on-a-chip ; microfabrication

Résumé

Diagnostiquer de manière précoce les maladies est un enjeu majeur de la médecine moderne pour une prise en charge optimale du patient grâce à l’optimisation et la personnalisation du traitement administré. Pour répondre à cet enjeu, les diagnostics moléculaires doivent répondre à de multiples critères tels qu’une haute sensibilité et spécificité diagnostique, la sensibilité « analytique » de détection pour diagnostiquer au plus tôt et plus rapidement les maladies, la miniaturisation pour le diagnostic au chevet du patient, la diminution des coûts pour améliorer l’accessibilité au diagnostic et minimiser le diagnostic invasif lourd pour le confort du patient.

L’objectif du projet "Digital Diagnostic" (DigiDiag - ANR-10-NANB-0002) était de développer des laboratoires, sur puce nano/microfluidique, miniaturisés et dédiés notamment à une prise en charge de proximité des patients avec des applications en diagnostiques, en gestion clinique et en médecine personnalisée. L’ambition était de développer des systèmes de "diagnostics digitaux" dans lesquels les tests seront réalisés en parallèle et à l'échelle de la molécule ou de la cellule unique. Le projet était organisé autour du développement de filières technologiques de la microfluidique et du diagnostic moléculaire et des applications dans le diagnostic du cancer et de la maladie d'Alzheimer.

Le projet DigiDiag a démarré le 1er juin 2012 soutenu par un consortium de 13 partenaires dont 11 organismes publics et 2 industriels pour un coût global de 20,8 M€ et une aide allouée par l’Etat de 7,3 M€. A l’issue des 6 années de recherche, le consortium est particulièrement fier des résultats scientifiques obtenus permettant des analyses précises non réalisables par des méthodes conventionnelles et de la valorisation technologique du projet.

Les travaux des partenaires du consortium ont permis une meilleure compréhension de la physique et de la physico-chimie des fluides de très petits volumes pour le développement de nouveaux systèmes de diagnostics parallélisés ultra sensibles. Les partenaires ont développé et validé : de nouvelles techniques de microfabrication permettant d’adapter le design au besoin, entre autres, pour le tri d’espèces submicroniques ; la preuve de concept de la miniaturisation de la microfluidique à base de gouttelettes à l’échelle du femtolitre ; l’impact prometteur en tant qu’outil de la PCR digitale pour l’analyse de séquences rares au sein d’échantillons de patients ; l’extraction et la purification au sein de gouttes microfluidiques d’ARN provenant d’un échantillon de patient ; un système microfluidique en gouttes capable à l’échelle de la bactérie unique de détecter et de co-localiser plusieurs marqueurs génétiques par PCR digitale et multiplexée ;  la production de microparticules magnétiques fonctionnalisées pour le diagnostic ; un design permettant une approche multibiomarqueurs de différents peptiques amyloides pour réaliser un diagnostic plus précis et plus précoce de la maladie d’Alzheimer ; la preuve de concept pour la détection de la sécrétion d’interféron gamma et la détection des cellules B sécrétrices d’anticorps ; un procédé utilisant une puce microfluidique digitale pour la distribution d’échantillons biologiques destinés à l’analyse d’analytes peptidiques d’échantillons de concentration sub-nanomolaire par spectrométrie de masse MALDI-TOF.

Le consortium a largement diffusé ses découvertes scientifiques et technologiques à la communauté scientifique internationale avec la publication de 47 articles à comité de lecture dont 1 Nature Biotechnology, 1 Annals of Oncology, 3 Clinical Cancer Research, 1 PLOS Medicine, 4 Clinical chemistry et 5 Lab Chip. Ses découvertes ont abouti au dépôt de 15 brevets et à la création de 4 start-up : Millidrop Instruments, Inorevia, iSpheres, DropMap. 3 autres start-up, créées durant la période du projet DigiDiag, ont bénéficié, en partie, des technologies développées dans le cadre du projet : HiFiBiO SAS, Microfactory et Biomillenia.

Les retombées du projet DigiDiag en termes d’impact scientifique, technologique et industriel prouve la grande qualité de la science en France en micro et nanofluidique. Le tissu économique qui se développe autour de cette filière industrielle permettra à la France de se placer comme un acteur majeur du marché du diagnostic moléculaire, dont le marché global mondial atteindra 9 Mds € en 2021. Les retombées en cliniques permettront un diagnostic précoce et rapide diminuant ainsi les coûts du diagnostic médical et tout en améliorant la prise en charge du patient.

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Informations générales

Acronyme projet : DIGIDIAG
Référence projet : 10-NANB-0002
Région du projet : Île-de-France
Discipline : 5 - Bio Med
Aide PIA : 7 141 353 €
Début projet : mai 2012
Fin projet : février 2018

Coordinateur du projet : Andrew GRIFFITHS
Email : andrew.griffiths@espci.fr

Consortium du projet

Etablissement coordinateur : Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle
Partenaire(s) : CNRS délégation Occitanie Ouest, Institut Curie, CNRS Aquitaine, Fondation Pierre-Gilles de Gennes, CNRS délégation Paris-Centre, CNRS IDF Sud (Gif), CEA Saclay, INSERM Délégation Occitanie Pyrénées, Bertin Technologies SA, Horiba Abx SAS, Université de Paris

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