Capture biomoléculaire impliquée dans la reconnaissance moléculaire supportée : modélisation et caractérisation expérimentale

Biomolecular capture involved in supported molecular recognition : modeling and experimental characterization

• Auteur / Autrice : Maëlenn Robin
• Direction : Mélaz Tayakout
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 23/05/2019
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Automatique, de Génie des Procédés et de génie Pharmaceutique (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Franz Brückert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Mélaz Tayakout, Claudia Cogné, Laurent Drazek
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Gert Desmet, Philippe Lavalle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Anticorps

Antigènes

Chromatographie d'affinité

Estimation de paramètres

Mots clés libres

Immunoessais

Modélisation cinétique

Chromatographie d'affinité

Estimation de paramètres

Immunoassays

Kinetic modeling

Affinity chromatography

Parameter estimation

Résumé

Les immunoessais en phase solide sont utilisés pour le diagnostic in vitro afin de détecter ou de quantifier une molécule dans un échantillon biologique. Ils s'appuient sur l'interaction spécifique entre un antigène et un anticorps. Habituellement, des anticorps spécifiques aux antigènes à détecter sont immobilisés sur une surface solide pour capturer les antigènes d'intérêt et les séparer du reste de l'échantillon.Lors du développement d'un immunoessai, la sensibilité, la spécificité et le temps d’analyse sont optimisés par le choix - classiquement empirique - de ligands, de supports solides, de débits,… Une meilleure compréhension et prédiction des interactions moléculaires complexes se produisant au cours d’un immunoessai seraient utiles pour : identifier les paramètres critiques des immunoessais, simplifier et accélérer le processus d’identification des meilleures conditions opératoires et améliorer les immunoessais existants.L'instrument VIDAS®, commercialisé par bioMérieux, est l'un des systèmes d’immunoessais les plus utilisés dans les laboratoires cliniques. Dans ce travail de thèse, deux outils expérimentaux basés sur la chromatographie inverse sont construits et testés. Un modèle prédictif de la cinétique d'interaction anticorps/antigène est développé. Les outils expérimentaux, fonctionnant dans des conditions très proches du VIDAS®, sont utilisés pour valider le modèle et estimer ses paramètres caractérisant les interactions anticorps/antigène à partir de courbes expérimentales. Dans l’avenir et à partir des résultats, un des outils expérimentaux associé au modèle pourra être utilisé par bioMérieux pour concevoir des systèmes d’immunoessais

Solid-phase immunoassays are used for in vitro diagnostic to detect the presence or measure the concentration of a molecule of interest in a biological sample. They rely on the specific interaction between an antigen and an antibody. Usually, antibodies specific to the antigens to be detected are immobilized on a solid surface to capture the antigens of interest and separate them from the rest of the sample components. During solid-phase immunoassay development, sensitivity, specificity and time-to-result need to be optimized through the choice of dedicated ligands, solid supports, flow rates,… Classically, these choices are made empirically. A better understanding and prediction of the complex molecular interactions that occur in the different steps of a diagnostic immunoassay is likely to be useful to: identify the critical parameters of immunoassays, simplify and speed-up the process of identification of the best immunoassay conditions and improve the immunoassays currently available. The VIDAS® instrument, commercialized by bioMérieux is one of the most widely used immunoassay system in clinical laboratories worldwide. In this PhD work, two experimental tools based on inverse chromatography are built and tested. A predictive model of antibody/antigen interaction kinetics in immunoassays is developed. The experimental tools which mimic VIDAS® process conditions are used to validate the predictive model and to estimate model parameters characterizing antibody/antigen interaction kinetics from experimental curves. In the future, based on the results, one of the experimental tools associated with the model could be used by bioMérieux to design immunoassay systems