Instrumentation intelligente de cytométrie biophysique en flux pour une approche d'apprentissage statistique – CYTOMEMS

L'objectif de CYTOMEMS est de démontrer un équipement MEMS réalisant une caractérisation biophysique de cellules en flux pour leur classification par apprentissage statistique.

La caractérisation cellulaire est effectuée par un dispositif bioMEMS intégrant un microcanal pour le passage des cellules et muni d’électrodes fixes et mobiles permettant des mesures électriques et mécaniques de ces cellules en flux. La position du capteur mécanique est ajustée en temps réel pour effectuer la caractérisation de la cellule sous des déformations contrôlées connaissant la taille de la mesure mesurée électriquement en amont.

Après une phase d’entrainement sur différentes lignées cellulaires, la reconnaissance cellulaire est effectuée par une classification statistique analysant un ensemble complet de paramètres biophysiques (électriques et mécaniques).

La preuve de concept sera établie en triant les populations cellulaires ciblées (par exemple monocytes) à partir de solutions cellulaires hétérogènes (leucocytes). Une application spécifique vise à identifier et isoler les événements rares (identification des cellules cancéreuses) à partir d’une sélection mixte de cellules.

Le programme de travail comprend 3 tâches scientifiques :
(1) la partie concernant le dispositif MEMS avec le développement de ces versions améliorées et la réalisation de campagnes de caractérisation cellulaire intensive pour alimenter les algorithmes d’apprentissage statistique ;
(2) Le travail mathématique et numérique comprenant l’apprentissage statistique à partir des caractérisations cellulaires et la détermination et le codage des algorithmes de classification.
(3) Le traitement électronique des données avec des techniques de filtrage à faible niveau de bruit pour l’acquisition des mesures du dispositif MEMS, l’intégration des codes de classification statistique et la génération de signaux de sortie analogiques ou numérique pour la reconfiguration en temps réel du capteur et le tri physique des cellules en sortie de dispositif.

Une tâche de coordination organise la communication entre les équipes et les étapes de validation en cours de projet et dans sa phase finale. Un colloque international concernant la cytométrie biophysique et l’identification cellulaires par des approches statiques et d’intelligence artificielle sera organisée en fin de projet.

Le consortium rassemble 2 laboratoires académiques ayant une expérience reconnue en microtechnologie, une société fournissant des équipements électroniques de pointe et une équipe de recherche universitaire spécialisée dans les modèles d'analyse et d'apprentissage de données.