Lits fluidisés miniaturisés pour la capture efficace d'agents pathogènes // Miniaturized fluidized bed for the efficient capture of patogens

Le sepsis désigne une réponse immunitaire inappropriée généralisée de l'organisme suite à la présence de microorganismes dans le sang. Cette affection est un problème majeur de santé publique avec plus de 11 millions de décès par an dans le monde. Cette forte mortalité s’explique entre autres par la difficulté à identifier rapidement le pathogène impliqué, retardant l’administration rapide d’un traitement adapté.
Ce projet de cette thèse en lien avec l’IHU PROMETHEUS se focalise sur le développement de lits fluidisés miniaturisés pour concentrer des biomarqueurs sanguins du sepsis, présents à l’état de traces dans des matrices biologiques. Cette méthode, basée sur l’emploi de la technologie microfluidique, s’affranchira de l’étape d’hémoculture et permettra la capture rapide et l’identification subséquente des cibles enrichies. Grâce à leurs débits importants, une très grande surface de capture et des cinétiques d’échanges rapides, les lits fluidisés développés appliqués à la capture d’acides nucléiques permettront de révolutionner le diagnostic rapide du sepsis.
Nous proposons de développer trois axes au cours de ce projet de thèse : 1) développement et caractérisation du lit fluidisé miniaturisé ; 2) analyse des performances du système avec de l’ADN synthétique ; 3) validation du système développé avec des échantillons biologiques modèles contenant de l’ADN bactérien. Ce système d’analyse d’ADN sera valorisable et ouvrira la voie à l’analyse microfluidique d’autres types de biomarqueurs du sepsis.
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Sepsis is a generalized, inappropriate immune response to the presence of microorganisms in the blood. This condition is a major public health problem, accounting for over 11 million deaths worldwide every year. One of the reasons for this high mortality rate is the difficulty in rapidly identifying the pathogen involved, thus delaying the rapid administration of appropriate treatment.
This thesis project, in conjunction with the IHU PROMETHEUS, focuses on the development of miniaturized fluidized beds to concentrate blood biomarkers of sepsis, present in trace amounts in biological matrices. This method, based on the use of microfluidic technology, has the potential to replace lengthy blood culture methods, enabling rapid capture and subsequent identification of enriched targets. Thanks to their high flow rates, very large capture surface area and rapid exchange kinetics, the fluidized beds developed for nucleic acid capture will revolutionize the rapid diagnosis of sepsis.
We propose to develop three axes during this thesis project: 1) development and characterization of the miniaturized fluidized bed; 2) analysis of the system's performance with synthetic DNA; 3) validation of the developed system with model biological samples containing bacterial DNA. This DNA analysis system will pave the way for microfluidic analysis of other sepsis biomarkers.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut des sciences du vivant Frédéric JOLIOT
Service : Service de Pharmacologie et Immunoanalyse
Laboratoire : Laboratoire Immunoanalyse et Diagnostic
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
Directeur de thèse : Malloggi Florent
Organisme : CEA
Laboratoire : DSM/IRAMIS/NIMBE/LIONS
URL : http://joliot.cea.fr/drf/joliot/Pages/Entites_de_recherche/medicaments_technologies_sante/SPI/leri.aspx
URL : https://iramis.cea.fr/nimbe/lions/

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut des sciences du vivant Frédéric JOLIOT
Service : Service de Pharmacologie et Immunoanalyse

Biotechnologies, Microfluidique