Développement de sondes moléculaires multiplexées pour une détection précoce de la borréliose de Lyme // Development of multiplexed molecular probes for early detection of Lyme borreliosis

La borréliose de Lyme est une maladie transmise par les tiques, causée par un complexe bactérien nommé Borrelia burgdorferi sensu lato. Cette infection, dont le diagnostic n'est pas fiable, peut passer inaperçue et évoluer vers des symptômes polymorphes invalidants. L'une des difficultés réside dans la notion de co-infection : Il n'y a pas un mais des agents pathogènes transmis par la tique. Or, une détection rapide, fiable et personnalisée de la borréliose de Lyme est essentielle pour proposer un traitement adéquat aux patients, et éviter l'errance thérapeutique des patients ainsi que la persistance des agents pathogènes incriminés. Le présent projet s'inscrit dans un programme plus global, incluant un volet biotechnologique et un volet numérique incluant de l'intelligence artificielle, visant à améliorer le diagnostic de la maladie de Lyme.

Notre laboratoire a sélectionné des sondes oligonucléotidiques, appelées aptamères, capables de reconnaitre de manière spécifique une protéine exprimée à la surface des spirochètes responsables de la borréliose de Lyme [1, 2]. Une demande de brevet est actuellement en cours d'évaluation. Parallèlement, nous développons une approche rationnelle pour développer d'autres sondes moléculaires. L'objectif final est de disposer d'un panel de sondes capables de cibler des biomarqueurs distincts afin de de proposer une nouvelle approche diagnostic multiplexée, contournant les actuels écueils du diagnostic. Le projet vise donc à sélectionner de nouveaux candidats aptamères contre de nouvelles protéines de surface bactérienne afin de participer à la mise en place d'un test multiplexé.
Les travaux mèneront à la caractérisation fine des interactions en jeu et à l'optimisation des candidats par ingénierie moléculaire. Une étude structurale sera également abordée, par des approches expérimentales et/ou de modélisation moléculaire in silico. Différentes technologies seront appliquées : biologie moléculaire, culture bactérienne, expression de protéines recombinantes, purification, modélisation moléculaire in silico, Systematic Evolution of Ligands by EXponential enrichment (SELEX), Next Generation Sequencing (NGS) cytométrie de flux, Enzyme Linked Oligonucleotides Assays (ELONA), Résonance Plasmonique de Surface (SPR), BioLayer Interferometry (BLI), Western Blot, Lateral Flow Assays (LFA)…

[1] : Guérin et al, 2024. Appl. Microbiol. Biotechnol. 108, 425. DOI : 10.1007/s00253-024-13195-2
[2] : Guérin et al, 2025. Commun. Biol. 8, 632. DOI : 10.1038/s42003-025-08034-7
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Lyme borreliosis is a tick-borne disease caused by a bacterial complex called Borrelia burgdorferi sensu lato. This infection, whose diagnosis is not reliable, can go unnoticed and evolve into various polymorphic symptoms. One of the difficulties lies in the notion of co-infection: There is not one but several pathogens transmitted by ticks. However, rapid, reliable and personalized detection of Lyme borreliosis is essential to provide adequate treatment to patients, and avoid therapeutic wandering as well as the persistence of the pathogens involved. This project is part of a broader program, including a biotechnology component and a digital component driven by artificial intelligence, to improve Lyme disease diagnosis.

Our laboratory has selected oligonucleotide probes, called aptamers, capable of specifically recognizing a protein expressed on the surface of the spirochaetes responsible for Lyme borreliosis [1, 2]. A patent application is currently being evaluated. At the same time, we are developing a rational approach to developing other molecular probes. The final objective is to have a panel of probes capable of targeting distinct biomarkers in order to propose a new multiplexed diagnostic approach, bypassing the current pitfalls of diagnosis. The project therefore aims to select new aptamer candidates against new bacterial surface proteins in order to participate in the implementation of a multiplexed assay.
The work will lead to the fine characterization of the interactions involved and the optimization of the candidates by molecular engineering. A structural study will also be addressed, by experimental approaches and / or molecular modeling in silico. Different technologies will be applied: molecular biology, bacterial culture, expression of recombinant proteins, purification, molecular modeling in silico, Systematic Evolution of Ligands by Exponential enrichment (SELEX), Next Generation Sequencing (NGS) flow cytometry, Enzyme Linked Oligonucleotides Assays (ELONA), Surface Plasmon Resonance (SPR), BioLayer Interferometry (BLI), Western Blot, Lateral Flow Assays (LFA)
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://gec-upjv.utc.fr/en/

Financement d'un établissement public Français

Université de Technologie de Compiègne

71 Sciences pour l'ingénieur

Le candidat aura des compétences en immunologie et en biochimie, de préférence dans le domaine des interactions moléculaires. Des connaissances en bioinformatique et une expérience ou un intérêt appuyé pour la modélisation moléculaire in silico constitueront un avantage. Le candidat doit avoir validé au minimum un niveau B1 en anglais. Capacité à travailler en équipe, veille bibliographique, prise d'initiative et facilités de communication sont des qualités indispensables à la réalisation de ce travail. Ce projet de thèse permettra à l'étudiant de maitriser un large panel de techniques en lien avec la mise en œuvre de sondes moléculaires (peptidiques, protéiques ou oligonucléotidiques) dans des applications santé. Il lui permettra également d'acquérir une compréhension fine des interactions moléculaires. Enfin, les travaux de recherche menés s'accompagneront d'une montée en compétence sur la gestion d'un projet scientifique.
Candidates should have expertise in immunology and biochemistry, preferably focused on molecular interactions. Knowledge of bioinformatics and strong experience or interest in in silico molecular modeling is an advantage. A minimum B1 level in English is required. Essential qualities for this project include teamwork, literature monitoring, initiative, and strong communication skills. This thesis project will allow the student to master a wide range of molecular probe techniques (peptides, proteins, or oligonucleotides) for healthcare applications, while gaining a detailed understanding of molecular interactions. Ultimately, the candidate will develop robust scientific project management skills.