Ebrahim Ghafar-Zadeh, professeur à l’Université York, a toujours allié la biologie et l’ingénierie dans ses recherches sur les biocapteurs. Il est directeur du Biologically Inspired Sensors and Actuators Laboratory (Laboratoire sur les actionneurs et capteurs inspirés de la biologie) à l’École d’ingénierie Lassonde de l’Université York. Il a de plus fait ses preuves en matière de recherche multidisciplinaire et de collaboration entre experts de différents domaines.
La pandémie mondiale de COVID-19 présente un nouveau défi pour lui et son équipe : développer une technologie de test qui soit rapide, fiable et peu coûteuse afin d’aider à contenir la propagation de la maladie grâce à un simple test sur la salive. Cela permettrait d’obtenir des résultats presque instantanés sans avoir recours à des diagnostics en laboratoire ou à des procédures invasives. Le professeur Ghafar-Zadeh travaille avec ses deux collègues de recherche : le D r Michael Glogauer, de l’Université de Toronto (dentiste en chef du réseau de santé de l’Université et expert en immunité innée orale) et le professeur Amir Sanati Nezhad, de l’Université de Calgary (expert en microdispositifs inspirés de la biologie et intégrés utilisant la microfluidique). L’équipe cherchait initialement des moyens d’identifier les maladies parodontales et cardiovasculaires. Lorsque la pandémie est survenue, les chercheurs ont rapidement changé de direction afin de se pencher sur le virus SARS-CoV-2.
La salive humaine est un liquide complexe qui contient des cellules neutrophiles, un composant clé des globules blancs. Le corps produit des globules blancs pour combattre les infections; par conséquent, les cellules neutrophiles dans la salive comportent des indices importants sur la présence et les caractéristiques d’une infection.
Séparer les cellules neutrophiles de la salive est une procédure coûteuse et longue. L’équipe vise à effectuer des tests pour environ un dollar avec des résultats en moins de deux minutes, à l’aide de l’apprentissage machine et d’une technologie de biocapteur avancée. En tirant profit de l’imagerie au moyen des technologies d’apprentissage machine et d’intelligence artificielle, le professeur Ghafar-Zadeh est sur le point de pouvoir identifier les caractéristiques de la COVID-19 au moyen des cellules neutrophiles présentes dans la salive. « Les cellules neutrophiles ne contiennent pas les marqueurs biologiques de maladies précises », explique le professeur Ghafar-Zadeh, « mais en analysant de très nombreux échantillons de cellules présentes chez les patients atteints de la COVID-19, l’apprentissage machine est en mesure de reconnaître des caractéristiques du virus, qui peut alors être détecté avec précision. »
« Notre plateforme sera très portative et pourra rejoindre les populations vulnérables partout au Canada et ailleurs dans le monde »
En tirant profit de l’imagerie au moyen des technologies d’apprentissage machine et d’intelligence artificielle, le professeur Ghafar-Zadeh est sur le point de pouvoir identifier les caractéristiques de la COVID-19 au moyen des cellules neutrophiles présentes dans la salive. « Les cellules neutrophiles ne contiennent pas les marqueurs biologiques de maladies précises », explique le professeur Ghafar-Zadeh, « mais en analysant de très nombreux échantillons de cellules présentes chez les patients atteints de la COVID-19, l’apprentissage machine est en mesure de reconnaître des caractéristiques du virus, qui peut alors être détecté avec précision. »
Une autre avenue que l’équipe emprunte afin de développer le test est l’utilisation de capteurs microélectroniques, plus précisément le JFET à grille ouverte, qui permet une sensibilité très élevée dans ce genre d’analyses. CMC a aidé le professeur Ghafar-Zadeh en fournissant l’accès tant à l’apprentissage machine qu’à des plateformes de détection par JFET à grille ouverte, afin de faciliter ses recherches. De plus, CMC a fourni au professeur Ghafar-Zadeh l’aide des chercheurs hautement qualifiés Abbas Panahi et Hamed Osouli Tabrizi, ainsi que du chercheur postdoctoral Shahin Ebrahimi. Grâce à notre partenariat avec Mitacs et à son programme de stages de recherche accélérés, des étudiants aux cycles supérieurs et des chercheurs postdoctoraux disposant d’une expertise spécialisée ont pu acquérir une précieuse expérience avec CMC. Ils font maintenant partie de l’équipe de recherche du professeur Ghafar-Zadeh. Negin Masoudifar, ancien étudiant à la maîtrise en biologie du professeur Ghafar-Zadeh est également un autre membre de l’équipe, ainsi que son assistant de recherche actuel.
Un avantage de taille pour l’équipe des plateformes fournies par CMC est leur accessibilité dans le nuage. Le partenariat avec SOSCIP a également soutenu l’utilisation par le professeur Ghafar-Zadeh de plateformes avancées en nuage. L’équipe de recherche étant dispersée partout au Canada, l’accessibilité en nuage s’est avérée indispensable pour surmonter les exigences de distanciation physique et permettre à la recherche de se poursuivre.
« Des tests rapides, fiables et peu coûteux sont un outil important dans la lutte contre la COVID-19. Notre plateforme sera également très portative et pourra rejoindre les populations vulnérables partout au Canada et ailleurs dans le monde », a ajouté le professeur Ghafar-Zadeh. L’approbation des autorités réglementaires pour le test devrait être obtenue d’ici la fin 2020.
Crédit photo : Ebrahim Ghafar-Zadeh
novembre 2020