Développement d'un test de détection spécifique de biomarqueurs de Mycobacterium tuberculosis à l'aide de nanobodies, pour le diagnostic de la tuberculose // DEVELOPMENT OF A SPECIFIC DETECTION TEST OF MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS BIOMARKERS USING NANOBODIE

Contexte : La tuberculose est une maladie infectieuse qui pose un important problème de santé publique à l'échelle mondiale, avec une estimation par l'OMS (Organisation Mondiale de la Santé) d'environ 10 millions de nouveaux cas et plus d'un million de morts par an. De plus, on estime qu'un quart de la population mondiale est infectée par le complexe Mycobacterium tuberculosis (MTBC). Dans ce contexte, le développement de nouveaux tests de diagnostic de type Point of Care (POC) répondant à divers critères (résultat rapide, fiabilité, spécificité, faible coût, mise en place facile) est de première importance pour des pays disposant de peu d'infrastructure et de peu de personnel médical. Par ailleurs, les nanobodies, qui constituent un outil technologique puissant, sont de très bons candidats pour des applications de diagnostic. L'équipe d'accueil LBP possède une expertise importante sur la biologie des mycobactéries et et travaille aussi au développement d'outils de diagnostic. Elle a de nombreuses collaborations avec des laboratoires de référence, hospitalo-universitaires travaillant sur la tuberculose. La technologie des nanobodies a été mise en place au sein du laboratoire et sera le pilier de ce projet qui vient récemment d'être soutenu par l'obtention d'un financement de l'appel à projet Pépinière d'Excellence d'AMU et de la signature d'un contrat de collaboration avec la société AlterDiag.

Description du programme de recherche :
Le projet vise dans un premier temps à développer un outil de détection spécifique et sensible ciblant des biomarqueurs de la mycobactérie M. tuberculosis, les protéines du complexe Ag85 (A,B et C). Dans un deuxième temps, ces résultats serviront à mettre au point un test de diagnostic de type POC (Point of Care). Deux éléments principaux constituent le test : la détection du biomarqueur (Etape 1) et la conversion de la détection en un signal mesurable (Etape 2).

La détection du biomarqueur (Etape 1) sera réalisée par interaction avec un nanobody.
Dans ce contexte, après immunisations de lamas plusieurs nanobodies ont déjà été obtenus au sein du laboratoire contre les protéines Ag85A et Ag85B qui sont connus pour être de puissants antigènes mycobactériens. Le même protocole sera appliqué pour générer des nanobodies contre l'Ag85C.
Leurs propriétés d'interaction seront déterminées par des techniques biophysiques pour déterminer les constantes d'affinité ainsi que la réactivité croisée des nanobodies avec les 3 antigènes étudiés Ag85A, Ag85B et Ag85C de M. tuberculosis et des autres mycobactéries (en particulier M. abscessus) sont actuellement en cours de caractérisation in vitro et in vivo.

La validation in vivo des nanobodies sera réalisée avec des cultures de mycobactéries, des mélanges de bactéries et des échantillons biologiques présentant les biomarqueurs sécrétés ou présents à la surface de bactéries. Cette validation consistera, entre autre, à définir le seuil de détection ainsi que la spécificité des biomarqueurs. Des marquages fluorescents de ces nanobodies pourront être réalisés par bio-ingénierie et faciliteront la détection visuelle des mycobactéries.
La mise au point d'un diagnostic nécessite la conversion de l'interaction biomarqueur-Nanobody en un signal mesurable et analysable au format Point of Care (Etape 2). Ceci peut être réalisé par immunochromatographie (bandelette) ou via l'utilisation d'un dispositif électrochimique de microfluidique. Ces deux approches seront menées en parallèle, soit au laboratoire, soit en collaboration avec la société Alterdiag.
L'objectif final sera le développement d'un test par immuno-chromatographie rapide et fiable et qui sera réalisé selon des méthodes déjà décrites et qui seront mises en place au laboratoire en collaboration étroite avec la société AlterDiag.
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Context: Tuberculosis (TB) is an infectious disease that poses a major public health problem worldwide. The World Health Organization (WHO) estimates that there are approximately 10 million new cases of TB and more than 1 million TB-related deaths each year. It is also estimated that a quarter of the world's population is infected with the Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC). Against this backdrop, the development of new point-of-care (POC) diagnostic tests that meet various criteria, such as providing rapid results, being reliable and specific, and being low-cost and easy to implement, is of paramount importance for countries with limited infrastructure and medical personnel. Furthermore, nanobodies are a powerful technological tool and are ideal candidates for diagnostic applications. The LBP host team has significant expertise in mycobacterial biology and is working on developing diagnostic tools. The team has numerous collaborations with reference laboratories and university hospitals working on tuberculosis. Nanobody technology has been implemented in the laboratory and will form the basis of this project, which has recently received funding from AMU's Pépinière d'Excellence call for projects, as well as a collaboration agreement with AlterDiag.

Description of the research programme:
The project initially aims to develop a specific and sensitive detection tool targeting the Ag85 complex proteins (A, B and C) of the mycobacterium M. tuberculosis. In a second phase, these results will be used to develop a point-of-care (POC) diagnostic test. This test has two main elements: biomarker detection (Step 1) and converting the detection into a measurable signal (Step 2).

The detection of the biomarker in Step 1 will be achieved through interaction with a nanobody.
After Llama immunisation, nanobodies against the Ag85A and Ag85B proteins, which are known to be powerful mycobacterial antigens, have already been obtained in the laboratory The same protocol will be applied to genarate nanobodies directed again Ag85C.
The affinity constants and cross-reactivity of the nanobodies with the three studied antigens, Ag85A, Ag85B and Ag85C from M. tuberculosis and other mycobacteria (particularly M. abscessus), will be determined using biophysical techniques. These antigens are currently being characterised in vitro and in vivo.
The in vivo validation of nanobodies will involve using mycobacterial cultures, bacterial mixtures and biological samples that contain biomarkers which are either secreted or present on the surface of bacteria. This validation process will entail defining the detection threshold and specificity of the biomarkers, among other things. Bioengineering can be used to fluorescently label these nanobodies, facilitating the visual detection of mycobacteria.
Developing a diagnostic test requires converting the biomarker-nanobody interaction into a measurable and analysable signal in a point-of-care format (Step 2). This can be achieved using immunochromatography (test strip) or an electrochemical microfluidic device. These two approaches will be pursued in parallel, either in the laboratory or in collaboration with AlterDiag, a company specialising in point-of-care diagnostics.
The ultimate goal is to develop a rapid and reliable immunochromatography test using methods that have already been described, which will be implemented in the laboratory in close collaboration with AlterDiag.
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Début de la thèse : 01/10/2026
WEB : https://tuberculosis-lbp.wixsite.com/tuberculosis-lbpteam

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Aix Marseille Université

659 Recherches Biomédicales

Le/la candidat/e doit avoir une formation théorique et expérimentale en microbiologie, biochimie, biologie moléculaire, biologie cellulaire, production de protéines. Une expérience en laboratoire d'au moins 6 mois est demandée. Le/la candidat/e doit pouvoir facilement communiquer en anglais, à l'écrit comme à l'oral. Enfin le/la candidat/e devra être motivée est curieuse
The candidate must have theoretical and experimental training in biochemistry, molecular biology, protein production and microbiology. At least 6 months of laboratory work experience is required. The candidate must be able to communicate fluently in English, both written and spoken. Finnally , the candidate have to be motivated and particularly curious.