Date de rapport 26-01-2022

Au terme du projet, les chercheurs du projet BIOSENS ont développé un nouvel outil de détection des microorganismes facile à utiliser. Cette biopuce permet aux agronomes de détecter la présence d’un pathogène de manière précoce et de l’identifier précisément, avant l’apparition des signes cliniques sur la plante. Cette identification permet à l’agriculteur de choisir le traitement adapté et le moment idéal de son application, tout en limitant le recours aux traitement préventifs. De plus, l’identification précoce des pathogènes permettra d’accroitre l’efficacité des solutions s’appuyant sur le biocontrôle. En concertation avec les différents partenaires du portefeuille SMARTBIOCONTROL, nous avons choisi, dans le cadre de BIOSENS, de mener les activités de recherche sur le champignon Zymoseptoria tritici, responsable de la septoriose du blé, ainsi que sur Bacillus FZB42, une bactérie utilisée dans le domaine du biocontrôle. De plus, des travaux ont été menés sur la détection de Candida albicans, un pathogène qui peut être problématique en milieu hospitalier afin de montrer la possibilité d’étendre le domaine d’utilisation de cet outil au secteur biomédical. L’outil se présente sous la forme d’une valisette autonome et transportable. Le capteur qu’elle contient fonctionne suivant le principe de la Résonnance Plasmonique de Surface (SPR). Il s’agit d’un phénomène physique d'interaction lumière-matière qui permet de détecter de manière très sensible la liaison d’un ligand sur un récepteur moléculaire. C’est pourquoi, les partenaires CHR de Lille et CARAH ont sélectionné et développé, selon le cas, des anticorps et des séquences ADN spécifiques des micro-organismes visés. Les équipes de CHR de Lille et CARAH ont eu, pour cela, recours à techniques de criblage moléculaire et des méthodes bio-informatiques. Ces anticorps et séquences nucléiques ont été utilisées en tant que sondes et fixées sur une surface plasmonique par les partenaires ULille, CNRS, CSL, Multitel et Materia Nova pour former le capteur. Ces partenaires ont conçu et fabriqué le système optique intégrant la lecture et le traitement du signal ainsi que le système micro-fluidique pour effectuer les analyses. Le capteur est interchangeable et peut être adapté à de nombreux champignons ou bactéries pathogènes pour les plantes. Il suffit pour cela de développer l’anticorps spécifique ou d’identifier la séquence ADN adéquate. Actuellement, le premier prototype permet de détecter la présence, dans l’environnement, du champignon Zymoseptoria tritici. La spécificité de l’interaction ADN-ADN a été montrée avec un seuil de détection inférieure à 1 µM, ce qui est un résultat remarquable. Une sonde antigénique a également été développée pour détecter la protéine Mg3LysM qui indique le moment ou ce parasite infecte la plante. Ce résultat a été obtenu grâce aux informations échangées avec les partenaires de BIOPROTECT sur les mécanismes d'infection du champignon La société ProteoGenix (Schiltigheim en Alsace) a contribué au projet en développant les anticorps monoclonaux dirigés contre la protéine Mg3LysM. L’outil développé permet donc de détecter à la fois, la présence du champignon mais aussi, de savoir s’il est ou non dans la phase d’infection de la plante. Les protocoles de préparation des échantillons prélevés sur le terrain ainsi que les protocoles de mesure avec la valisette dont documentés. Par ailleurs, une sonde ADN spécifique de Fusarium Graminearum, un autre pathogène du blé, a été développée dans le cadre du projet. Cet outil peut avoir d’autres vocations, telles que la vérification de la dispersion correcte au champ d’un agent de biocontrôle. Une sonde spécifique pour le Bacillus FZB42 a été développée dans ce sens. La société Lipofabrik (Villeneuve d'Ascq) a produit des échantillons de surfactine et de bacillus pour effectuer les tests. Par ailleurs, des essais sur la détection de Candida albicans, démontrent la possibilité d’utiliser cet outil dans le secteur biomédical. La valisette constitue le résultat principal du projet. En parallèle 3 autres démonstrateurs de laboratoire ont été développés. Il s’agit de bancs de lecture destinés à la mise au point des capteurs avant leur adaptation à la valisette. Ils seront utiles pour les développements futurs (intégration du contrôle de température, nouvelles sondes, essais et validations …). L’ensemble des résultats a fait l’objet de 32 publications sous formes d’articles dans des revues scientifiques ou de conférences dans des congrès et symposia. Une vingtaine de publications vulgarisées ont également été effectuées. De plus, deux événements ont été organisés en ciblant les scientifiques et les entreprises des secteurs agronomique et biomédical ayant des besoins en détection de microorganismes. Le premier, au printemps 2018, faisait le lien entre les infections fongiques dans l’environnement et la santé humaine. Il démontrait la nécessité de disposer d’outils de détection plus efficaces. Le second événement, en fin de projet, faisait un état des lieux des outils de détection dans le secteur biomédical et montrait l’apport de la SPR. La valisette BIOSENS y a été présentée. Les chercheurs impliqués dans le projet BIOSENS ont aussi participé aux divers événements organisés à l’échelle du portefeuille SMARTBIOCONTROL, en particulier les événements de lancement et de clôture. Plus d’information : » Résultats Projet SMARTBIOCONTROL (http://www.smartbiocontrol.eu/fr/resultats-projet-smartbiocontrol-2/).