PyoBusters

Make the lungs Breathe Again !


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iGEM : LE concours de biologie de synthèse à l'international !


La Fondation iGEM est une organisation indépendante à but non lucratif qui se consacre à l'avancement de la biologie de synthèse, à l'éducation et à la compétition, ainsi qu'au développement d'une communauté ouverte et de la collaboration.

Pour ce faire, elle encourage une communauté ouverte et coopérative et une compétition amicale. Le programme principal de la fondation iGEM est le concours iGEM. Le concours iGEM donne aux étudiants la possibilité de repousser les limites de la biologie synthétique en s'attaquant aux problèmes quotidiens auxquels le monde est confronté.

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Composées principalement d'étudiants universitaires, des équipes multi-disciplinaires travaillent ensemble pour concevoir, construire, tester et mesurer un système de leur propre conception en utilisant des pièces biologiques interchangeables et des techniques standard de biologie moléculaire.
Chaque année, près de 6 000 personnes consacrent une bonne partie de leur année à iGEM et se réunissent ensuite à l'automne pour présenter leurs travaux et concourir lors du Jamboree annuel.



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On recense chaque année environ 25 000 décès en Europe dus à la résistance aux antibiotiques, et 10 millions de décès dans le monde sont prévus d’ici 2050 selon l’OMS.
L'objectif de PyoBusters est de s'intéresser à P.aeruginosa, une bactérie opportuniste responsable de nombreuses infections nosocomiales, à l’origine d’infections mortelles et un acteur principal de la mucoviscidose.

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Notre but est l’amélioration des conditions de vie des personnes atteintes de mucoviscidose.
Les patients atteints de cette pathologie ont des traitements quotidiens très lourds, et ces soins sont souvent accompagnés de la prise d’antibiotiques.
Ceux-ci ont pour but de limiter les surinfections du poumon liées à l’épaississement du mucus causé par la maladie.
Ce mucus épais retient les bactéries qui peuvent engendrer des infections lourdes qui sont souvent la première cause de mortalité liée à la mucoviscidose.
Notre objectif est donc de limiter la necessité des antibiotiques et ainsi limiter le développement des résistances.



La bactérie la plus fréquemment retrouvée dans les poumons des patients atteints de mucoviscidose est la souche Pseudomonas aeruginosa.
Cette bactérie va former ce qu’on appelle un biofilm, une communauté multicellulaire de micro-organismes adhérents entre eux et à une surface, et marquée par la sécrétion d'une matrice adhésive et protectrice.
C’est une structure complexe qui est difficile à éliminer via les antibiotiques car la couche protectrice limite leur action et leur pénétration au sein du dit biofilm.
Pour réussir ce projet, nous avons pour vocation d’utiliser la bactérie Escherichia Coli, fréquemment utilisée en laboratoire et de la modifier pour qu’elle puisse détruire ce biofilm.
Ceci va permettre d’éliminer les bactéries pathogènes responsables des surinfections en libérant des molécules thérapeutiques.
L’acquisition de résistances aux antibiotiques est favorisée au sein des biofilms bactériens, qui sont des milieux propices au développement de bactéries pathogènes.
Les biofilms sont donc initiateurs de pathologies mortelles.

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Notre Solution


PyoBusters vise à détecter et détruire le biofilm de P.aeruginosa dans les voies respiratoires, en mettant en place les aspects diagnostique et thérapeutique d'un traitement.
Nous allons donc allier les domaines de la biologie et de l'ingéniere afin de réaliser cet objectif.

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L’objectif est de modifier génétiquement une bactérie existante, E.coli, afin de lui permettre de détecter le biofilm du pathogène P.aeruginosa à travers son quorum sensing.
Lors de cette détection, nos bactéries vont pouvoir survivre et se développer sur le biofilm présent dans les voies respiratoires jusqu’à quadriller totalement la zone concernée.
Elles vont produire (grâce à nos modifications génétiques) des molécules thérapeutiques bien définies réalisant une action contre le biofilm et P.aeruginosa.
Les bactéries vont donc se multiplier et une fois le biofilm totalement quadrillé, nos bactéries E.coli vont ressentir leur propre quorum sensing et savoir qu'elles sont alors très présentes sur le biofilm ciblé.
Dès lors, une grande partie des nos bactéries va se dégrader afin de libérer les molécules thérapeutiques dans l’environnement du biofilm. Cela va déstabiliser le biofilm en question, jusqu’à sa destruction totale.
Tout ceci est bien évidemment maîtrisé pour éviter tout danger pour les voies respiratoires.



Pour nos ingénieurs, l'objectif est de reproduire au mieux l'environnement des poumons pour tester notre modèle thérapeutique dans des conditions les plus réalistes possibles.
Pour se faire, nous allons construire un environnement pulmonaire artificiel, dans laquelle nous pourrons contrôler plusieurs paramètres caractéristiques de l'environnement des poumons.
Les principaux paramètres à surveiller sont les suivants : Température (37°C), Humidité (100%), Flux d’air (constant, simulant la respiration).
Afin de réaliser nos différentes expérimentations dans les meilleures conditions, nous utiliserons aussi : Un système de sas afin de retirer ou placer notre échantillon tout en limitant les contaminations de l’échantillon et de l'environnement.
Un dispositif de suivi des populations au sein de notre échantillon, à l'aide d'un combo : lampe à DELs (pour l'excitation des composés fluorescents de la bactérie) et capteur photo (pour récupérer des données quantitatives des populations).

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La symbiose de ces deux pôles nous permet d’obtenir un système optimisé nous permettant de mener à bien notre projet, et de proposer des solutions viables contre une augmentation des résistances aux antibiotiques, ainsi qu’un traitement possible pour la mucoviscidose.





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Vous l'aurez compris en étant arrivé jusqu'ici :
Notre projet est déjà bien défini, et il n'attend plus qu'à être réalisé.
Mais qui dit projet d'envergure, dit budget conséquent !
Aussi, nous faisons appel à VOUS pour nous permettre de mener à bien ce grand projet !




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