Tractus gastro-intestinal multiples dans une boîte: une matrice de bioréacteurs miniaturisés simulant l'intestin humain, le microbiote, et l'interface humain-microbiome

Les 100 milliards de bactéries vivant dans l’intestin humain interagissent avec le corps humain et sont liées à de multiples troubles physiologiques et maladies. L’intérêt croissant pour l’étude de ces bactéries intestinales (flore intestinale) émerge comme un domaine nouveau mais très complexe, en raison de la diversité des mélanges bactériens et des interactions du corps humain. De plus, la validation des hypothèses avancées dans ce domaine nécessite un grand nombre d’expériences contrôlées. Cependant, ces expériences sont actuellement extrêmement limitées par le débit expérimental. Des efforts ont été faits pour créer des tractus gastro-intestinaux artificiels et des simulations ont été utilisées pour étudier les effets des régimes et des médicaments. Cependant, les systèmes existants occupent un espace important et nécessitent des semaines de travail afin stabiliser les cultures bactériennes, ce qui limite considérablement le débit.

Nous proposons un modèle entièrement automatisé, multiplexé et miniaturisé du tractus gastro-intestinal pouvant être contenu dans une petite boîte (GITBox). La GITBox peut être installée sur une paillasse, ne nécessite que quelques millilitres d’échantillon et imite les caractéristiques fondamentales de plusieurs intestins humains en parallèle. Notre objectif est de développer des réacteurs avec des capteurs de pH miniaturisés, de nouveaux matériaux et mécanismes qui simulent le mouvement de la paroi interne des cellules du tube digestif, intégrés à l’électronique nécessaire pour l’automatisation et la mise en parallèle de plusieurs simulateurs. Le but de ce projet est de fournir une plateforme pour étudier les liens entre le microbiote intestinal et de nombreuses maladies humaines, y compris les cancers, les troubles immunitaires et neurologiques. En outre, elle pourra être utilisée pour étudier les effets de médicaments et de compléments alimentaires, en particulier les probiotiques, qui profiteront au domaine émergent de l’alimentation personnalisée et des nutraceutiques. Cette plateforme offrira l’opportunité à l’industrie alimentaire, pharmaceutique et nutraceutique québécoise de répondre à des questions essentielles et permettra à l’industrie québécoise de saisir des opportunités sur ces marchés de plus en plus importants.