Il y a quatre ans, la pandémie de COVID-19 a pris le monde par surprise. De la façon dont les gens interagissent à la façon dont ils apprennent et travaillent, la société a changé de façon fondamentale, et nous sommes encore en train d’en mesurer l’impact. L’une des conséquences a été la préoccupation majeure concernant l’air que nous respirons et les particules que nous inhalons au quotidien. Avant l’avènement des masques et de la distanciation sociale, on ne se préoccupait que très peu de l’air qui nous entoure.
Parisa Ariya, professeure à l’Université McGill et titulaire d’une double nomination au Département de chimie et au Département des sciences atmosphériques et océaniques, a travaillé sur des questions de recherche fondamentale et appliquée sur les processus physicochimiques impliquant des particules dans l’air, dans le cadre de la lutte contre le changement climatique. En mars et avril 2020, elle a rédigé huit demandes concernant l’utilisation d’une nouvelle technologie mise au point à McGill : le microscope holographique en ligne nano-digital, ou nano-DIHM en abrégé.
Une seule de ces demandes a été acceptée, mais elle a permis à l’étudiant en doctorat Devandra Pal d’étudier comment détecter les agents pathogènes en suspension dans l’air à l’aide du nanomicroscope holographique en ligne. Ce fut le début, et plus tard, le projet a remporté le Tomlinson Science Award, le Fessenden Professorship in Science Innovation Award et le MSSI Ideas Fund Award. Ces succès ont été suivis par des subventions du CRSNG et du CNRC. Cette série de résultats a conduit à la naissance du Patholyzer, une version portable plus petite du nano-DIHM pour le diagnostic, l’identification et la mesure des agents pathogènes.
« La PCR est fantastique, mais elle n’est pas en temps réel », note la professeure Ariya. « Elle nécessite la collecte, le transport et le traitement d’échantillons, ce qui demande du temps et de l’expertise. Nous sommes en mesure de détecter automatiquement – en quelques millisecondes et in situ – les agents pathogènes en suspension dans l’air ».
Cette technologie de détection présente un potentiel énorme dans la lutte contre la résistance aux antimicrobiens (AMR), et l’équipe de Patholyzer est soutenue par le Fonds d’innovation de McGill (FIM) et le Centre RAM de McGill dans son parcours hors du laboratoire et dans l’espace commercial. Patholyzer a obtenu le niveau de soutien le plus élevé du FIM, avec un financement de 50 000 $. L’entreprise a reçu un financement supplémentaire de 50 000 $ du Centre AMR et sera encadrée par des experts des deux organisations dans ses efforts pour commercialiser sa technologie.
La résistance aux antibiotiques est la capacité des micro-organismes, tels que les bactéries et les virus, à persister en présence de médicaments conçus pour les détruire. Elle est accélérée par l’utilisation humaine d’antimicrobiens pour prévenir ou traiter les infections chez les personnes, les animaux et l’environnement. En effet, l’accélération de ce phénomène explique pourquoi la résistance aux antibiotiques devrait devenir l’une des principales causes de décès dans le monde d’ici à 2050, avec un impact sur l’économie mondiale estimé à 100 000 milliards de dollars.
« Il existe de nombreuses applications différentes dans lesquelles nous voulons surveiller la présence ou l’absence de microbes pour la sécurité des patients, la sécurité de la population ou la sécurité de certains processus industriels, tels que la découverte de médicaments », a expliqué le Dr Dao Nguyen, fondatrice et directrice du centre AMR de McGill. « Nous espérons qu’avec le soutien supplémentaire du centre AMR, ils disposeront des ressources nécessaires pour examiner les applications plus larges de cette technologie et découvrir des applications prometteuses pour la lutte contre la résistance antibiotique ».
Au cours des douze prochains mois, avec le soutien combiné du FIM et du centre AMR, l’équipe a pour objectif de miniaturiser l’appareil pour en faire un prototype portable qui pourra être testé. Elle travaillera également à la création d’une bibliothèque de classificateurs de pathogènes purs utilisant l’IA.
« Nous nous efforçons de rendre l’appareil encore plus petit, afin qu’il soit accessible à un plus grand nombre de personnes et dans un plus grand nombre d’endroits », a déclaré le professeur Parisa Ariya. « C’est pourquoi le soutien du FIM et de l’AMR est très important, car il permet d’accélérer la traduction de recherches très prometteuses en un système commercial. »
La technologie utilisée par le Patholyzer a également des applications qui vont au-delà de la lutte contre la résistance aux antibiotiques.
« Ce qui est formidable avec cette technologie, c’est qu’il s’agit en fait d’un microscope qui peut être utilisé dans les trois milieux », explique Robert Panetta, qui travaille en tant qu’associé principal de recherche au laboratoire Ariya. « C’est un outil de recherche à usage général qui nous permet de sonder l’apparence des choses et de voir comment elles interagissent les unes avec les autres d’une manière physique ».
Le laboratoire Ariya a travaillé à l’adaptation du nano-DIHM à de nombreuses fins, y compris la surveillance de l’environnement. Les projets du laboratoire comprennent la détection de micro-plastiques dans la neige du campus de McGill et la quantification du carbone noir dans l’air. Leur technologie est le premier microscope en temps réel au monde, et ils espèrent qu’elle pourra contribuer à résoudre les problèmes urgents auxquels le monde est confronté, du changement climatique à la médecine génomique.
Le FIM est un concours annuel qui soutient des projets entrepreneuriaux basés sur la recherche de McGill. C’est la troisième année du FIM, avec six équipes soutenues dans cette cohorte. La prochaine fenêtre de concours ouvrira en septembre 2024. Pour plus de détails, visitez www.mcgill.ca/mif