Criblage et évolution dirigée des polymérases pour l'amélioration de l'amplification d'ADN dans des tests rapides.

par Jonathan Naccache

Projet de thèse en Chimie Analytique

Sous la direction de Andrew Griffiths, Harry Kemble et de Marco Ribezzi.

Thèses en préparation à l'Université Paris sciences et lettres , dans le cadre de École doctorale Chimie physique et chimie analytique de Paris Centre , en partenariat avec Chimie Biologie et Innovation (laboratoire) et de Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (établissement opérateur d'inscription) depuis le 01-10-2020 .


  • Résumé

    Ce projet de thèse est sponsorisé par Homodeus, une start-up américaine basée dans le Connecticut. Le projet vise à développer un kit de détection de pathogènes basé sur la méthode LAMP, utilisable facilement par tout individu sans formation préalable. Le kit devra délivrer un résultat rapidement et de manière fiable. Pour l'instant, son développement se concentrera sur la détection du COVID-19, mais évoluera par la suite vers la détection d'autres pathogènes. La méthode LAMP est une technique d'amplification isotherme qui permet une détection rapide et spécifique d'infimes quantités d'acides nucléiques. Dans la course au développement de nouveaux moyens de diagnostiquer les populations à grande échelle pour le COVID-19, la méthode LAMP semble être une excellente alternative à la référence actuelle : la PCR. En effet, la LAMP nécessite moins d'étapes et de matériel tout en étant moins chère et plus rapide. Cependant, il existe plusieurs freins à son adoption dans les kits de diagnostiques. La plupart de ces limites sont liées à l'enzyme qu'elle utilise (la Bst). Par exemple, elle est thermosensible, possède un optimum de température très resserré, et est une mauvaise rétro-transcriptase, ce qui implique l'addition d'une enzyme supplémentaire pour la détection de pathogènes à ARN comme le 2019-n-Cov. Elle est également particulièrement sensible aux inhibiteurs, ce qui rend son utilisation sur des prélèvement muqueux particulièrement difficile. Le projet de cette thèse est d'utiliser l'évolution dirigée et la micro fluidique pour développer une nouvelle polymérase, libre de tout brevet, et qui résolve toutes les limitations présentées par la Bst.

  • Titre traduit

    Screening and directed evolution of polymerases for the improvement of DNA amplification in rapid diagnostic tests.


  • Résumé

    This PhD project is sponsored by Homodeus, an American start-up based in Connecticut aiming at developing a LAMP-based pathogen detection kit that can be used anywhere by any inexperienced user and delivers a fast and reliable result (with a current focus on COVID-19). LAMP is an isothermal amplification method that allows for rapid, specific, and sensitive detection of nucleic acids. In the race to develop new ways of testing people for COVID-19, LAMP is a very good contender against the gold standard for nucleic acid detection: PCR. It requires fewer steps and material to assemble and it is cheaper. However, there are several limitations to the current LAMP system when applied to diagnoses, most of which are due to limitations of the enzyme used (Bst). For instance, it is not very thermostable, operates at a tight temperature range, and has poor reverse-transcriptase activity, which requires the addition of a separate enzyme to detect RNA-based pathogens like the 2019-nCoV. It is also very sensitive to inhibitors, which makes it difficult to work with when using human samples like nose swabs as an amplification template. The proposed PhD project is to use in vitro directed evolution methods to develop a new polymerase, free of intellectual property, and with enhanced performance compared to Bst. This will be done thanks to droplet microfluidics.