Le projet de l’IGR : installation d’une hotte biologique de classe II – H.Box pour la plateforme d’automates
Publié le 1 juin 2014
En 2012, le gouvernement français a mis en place un programme de recherche : PaCri (pour Projet Alliance Parisienne des Instituts de Recherche en Cancérologie), dans le cadre des investissements d’avenir : « Pôles hospitalo-universitaires en cancérologie ».
PaCri, financé sur 5 ans, a pour mission de mener des recherches en cancérologie et en particulier sur l’interface entre cancérologie et immunologie. PaCri s’adresse essentiellement aux cancers tumoraux. Les recherches mises en œuvre par la plateforme portent donc aujourd’hui sur cet axe : permettre de tuer les cellules détectées cancéreuses et activer l’immunité en identifiant les cellules cancéreuses, même quand elles sont dans l’état « dormant ».
L’utilisation de la plateforme est scindée en deux, à part égale : 50% du temps est consacré à la recherche médicale fondamentale, 50% aux applications pharmaceutiques, pour lesquelles la plateforme est louée. Si une piste est trouvée, la molécule sera brevetée dès autorisation par l’IGR. La licence d’exploitation du brevet pourra être ensuite cédée à l’industrie pharmaceutique pour produire le médicament ainsi révélé. Ce dispositif de collaboration étroite doit permettre l’autofinancement du programme.
La plateforme technique :
La plateforme, constituée d’automates, est équipée d’un système sophistiqué de gestion de composés. Oliver Kepp, de l’INSERM U848, pilote ce programme à l’IGR, sous le leadership du Professeur Kroemer. Avec lui, deux ingénieurs et un post-doc, assistés d’un étudiant PHD, utilisent la plateforme au quotidien. La plateforme fonctionne actuellement à plein régime. Le processus de recherche est très itératif. A chaque fois que la piste suivie ne donne pas les résultats escomptés, il faut adapter le processus et les manipulations en reprogrammant les automates sur la plateforme. Les tests se font toujours par trois, pour avoir la possibilité d’obtenir des résultats statistiques du style 2 « Yes » et 1 « No ».
Le schéma de fonctionnement de la plateforme peut être simplifié ainsi :
- Les cellules cancéreuses provenant d’une tumorothèque sont distribuées sur microplaques par le robot Biomek ou par un distributeur automatique,
- La microplaque est ensuite placée en pousse dans un incubateur à CO2 pendant 24 heures,
- Le composé est ensuite distribué sur les cellules cancéreuses avec le robot distributeur Biomek,
- la microplaque est à nouveau replacée en incubateur pour une durée dépendant du type de traitement expérimenté,
- Le liquide est ensuite analysé au microscope et/ou dans un cytomètre de flux.
Les scientifiques de PaCri étudient l’action du médicament sur la cellule cancéreuse en identifiant puis en segmentant les résultats des recherches, procédant toujours par dichotomie, du macro au micro, pour comprendre comment la cellule et le composé interagissent.
La plateforme d’automates est équipée de logiciels dédiés :
- Un logiciel d’acquisition d’images,
- Un logiciel de pré-analyse,
- Un logiciel de statistiques,
- Un logiciel d’analyse de 384 puits,
- Un logiciel d’imagerie,
- Un logiciel pour identifier les phénotypes.
La proximité avec l’hôpital pourrait permettre à la plateforme d’utiliser à l’avenir des biopsies de l’Institut Gustave Roussy pour ses échantillons. Pour l’instant, les cellules utilisées proviennent intégralement de tumorothèques. Des populations de cellules représentatives des cancers tumoraux les plus fréquemment décelés sont ainsi utilisées quotidiennement sur le site.
Dans le cadre de PaCri, la puissance de feu est telle sur cette plateforme dernier-cri que 20 000 composés sont gérés hebdomadairement !
Les résultats sont au rendez-vous, ce qui permet de gagner du temps pour les études. Tester 20 000 composés prendrait en effet des mois dans une configuration classique…
Pourquoi une hotte à flux laminaire H-Box de Noroit pour PaCri ?
Dans un premier temps, M. Kepp a étudié le marché des robots pipetteurs et manipulateurs pour mettre en place les outils adéquats pour la plateforme automatisée. Les microscopes et l’automatisation des robots étaient la base du projet. L’IGR avait déjà une expérience réussie sur une petite plateforme équipée de robots Caliper et d’équipements de BD Medical. Des échanges avec quelques confrères (comme à Grenoble), des rencontres avec des collègues d’autres plateformes en France (Lille, Strasbourg), en Europe (institut Max Planck à Berlin, à Bâle, en Suisse) mais aussi au Canada, ainsi que des recherches Internet ont aussi permis de recenser l’existant et d’identifier les acteurs clés du marché de l’automation. Les négociations ont alors été menées avec Beckman, Molecular Devices et Thermo Fisher, début 2013.
La configuration de la plateforme est ainsi constituée :
- 1 lecteur de codes-barres 2D, de Thermo Scientific, pour identifier les tubes d’échantillons,
- 1 capsuleuse/désoperculateur FluidX,
- 1 gestionnaire de liquide Beckman Biomek,
- 1 manipulateur de liquide à grande échelle Biomek FX avec un canal 96 et une matrice 384,
- 1 distributeur automatique,
- 1 laveur de plaque Thermo Scientific,
- 2 incubateurs à CO2 avec une contenance de 30 000 échantillons,
- 1 bras robotique Motoman Industrial.
Et bien sur, l’enceinte de protection H.Box de Noroit.
D’autres matériels, comme des congélateurs pour le stockage des échantillons ou d’autres outils de contrôle sont placés hors de la plateforme, mais sont aussi utilisés pour ces recherches.
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